《高考物理大二輪復習 專題四 電路與電磁感應 14 電磁感應的電路和圖象問題課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理大二輪復習 專題四 電路與電磁感應 14 電磁感應的電路和圖象問題課件（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第14講電磁感應的電路和 圖象問題考點1考點2-2-以閉合電路為核心的電磁感應問題以閉合電路為核心的電磁感應問題【典題1】(2017杭州西湖高級中學期末)如圖所示,MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的光滑金屬導軌,導軌間距為l=0.5 m。質量m=1 kg、電阻r=0.5 的金屬桿ab垂直跨接在導軌上,勻強磁場的磁感線垂直紙面向里,磁感應強度的大小為B=2T,導軌左端接阻值R=2 的電阻,導軌電阻不計。t=0時刻ab桿受水平拉力F的作用后由靜止開始向右做勻加速運動,第4 s末,ab桿的速度為v=2 m/s,重力加速度g取10 m/s2。求:考點1考點2-3-(1)4 s末ab桿受到的安培力F安的

2、大小;(2)若04 s時間內,電阻R上產生的焦耳熱為1.7 J,求這段時間內水平拉力F做的功;(3)若第4 s末以后,拉力不再變化,且知道4 s末至金屬桿ab達到最大速度過程中通過桿的電荷量q=1.6 C,則此過程金屬桿ab克服安培力做功W安為多少?答案:(1)0.8 N(2)4.125 J(3)1.92 J考點1考點2-4-(3)4 s末ab桿運動的加速度為 由牛頓第二定律可得F-F安=ma,得第4 s末拉力F=1.3 N4 s后當加速度a=0時,ab桿的速度達到最大。所以速度最大時考點1考點2-5-解題技法電磁感應與電路知識的關系圖 考點1考點2-6-解決電磁感應中的電路問題三步曲 考點1

3、考點2-7-當堂練1(2018年3月浙江十校聯(lián)盟高三適應性考試)如圖所示,正方形單匝均勻線框abcd質量M=2.410-2 kg,邊長L=0.4 m,每條邊電阻相等,總電阻R=0.5 。一根足夠長的絕緣輕質細線跨過兩個輕質光滑定滑輪,細線一端連接正方形線框,另一端連接質量為m=1.610-2 kg的絕緣物體P,物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上,斜面傾角=30,斜面上方的細線與斜面平行,線框釋放前細線繃緊。在正方形線框正下方有一有界的勻強磁場,上邊界和下邊界都水平,兩邊界之間的距離h1=0.65 m。磁場方向水平且垂直紙面向里?，F(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界的正上方高度h=0.5 m處由靜

4、止釋放,線框在運動過程中dc邊始終保持水平且與磁場垂直,物體P始終在斜面上運動,線框cd邊進入磁場上邊界時剛好勻速運動,線框ab邊剛進入磁場上邊界時,線框上方的絕緣輕質細線突然斷裂,不計空氣阻力,求:考點1考點2-8-(1)線框cd邊從磁場上邊界進入時的速度v0;(2)勻強磁場的磁感應強度大小B;(3)線框穿過磁場過程中產生的焦耳熱Q。答案:(1)2 m/s(2)0.5 T(3)0.16 J 考點1考點2-9-考點1考點2-10-電磁感應相關圖象綜合問題電磁感應相關圖象綜合問題【典題2】(2017浙江杭州蕭山高三模擬)如圖甲所示,兩光滑導軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成,相互平行放置,兩導軌

5、相距L=1 m,傾斜導軌與水平面成=30角,傾斜導軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)中,區(qū)中磁場的磁感應強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,圖中t1、t2未知。水平導軌足夠長,其左端接有理想的靈敏電流計G和定值電阻R=3 ,水平導軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)中,區(qū)中的磁場恒定不變,磁感應強度大小為B2=1 T,在t=0時刻,從斜軌上磁場區(qū)外某處垂直于導軌水平釋放一金屬棒ab,棒的質量m=0.1 kg,電阻r=2 ,棒下滑時與導軌保持良好接觸,棒由斜軌滑向水平軌時無機械能損失,導軌的電阻不計。若棒在斜面上向下滑動的整個過程中,靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變,t2時刻進入水平軌道,立刻對棒施一

6、平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。(g取10 m/s2)求:考點1考點2-11-考點1考點2-12-(1)0t1時間內導體棒的加速度大小;(2)磁場區(qū)在沿斜軌方向上的寬度d;(3)棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內ab棒上產生的熱量;(4)若棒在t2時刻進入水平導軌后,電流計G的電流大小I隨時間t變化的關系如圖丙所示(I0未知),已知t2到t3的時間為0.5 s,t3到t4的時間為1 s,請在圖丁中作出t2到t4時間內外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖象(不需要解答過程)。答案:(1)5 m/s(2)0.625 m(3)0.375 J(4)見解析 考點1考點2-13-解析:(1)a=

7、gsin=5 m/s2(2)電流計的示數(shù)不變,說明在整個下滑過程中回路的電動勢是不變的,說明在B變化時和不變時感應電動勢大小一樣,所以可以判斷在t1時刻棒剛好進入磁場區(qū)域且做勻速直線運動。沒進入磁場以前做勻加速直線運動,加速度是a=gsin=5 m/s2,v=at1,解得t1=0.5 s又E1=BLv,E1=E2,可得d=0.625 m 考點1考點2-14-(3)ab棒進入磁場以前,棒上產生的熱量為Q1=I2rt1=0.5220.5 J=0.25 J取ab棒在斜軌磁場中運動為研究過程,mgdsin-Q2=0Q2=0.312 5 J。則棒上產生的總熱量是Qr=Q1+Q2r=0.375 J或Qr=

8、I2r(t1+t2)=0.375 J考點1考點2-15-(4)因為E=BLv,所以剛進水平軌道時的電動勢是E=2.5 V, 取t2時刻為零時刻,則根據(jù)圖線可以寫出I-t的方程式:I=0.5-t(A),則v=2.5-5t(m/s),得a1=5 m/s2,由牛頓第二定律可得F+BIL=ma1,所以有F=t,將其畫在坐標系里。取t3時刻為零時刻,由題圖丙可以同理得出t3時刻后I=0.5t(A),v=2.5t(m/s),a2=2.5 m/s2,依據(jù)牛頓定律得F-BIL=ma2得F=0.25+0.5t(N),畫在坐標系里。(圖中圖線作為參考)考點1考點2-16-考點1考點2-17-解題技法解決圖象問題的

9、一般步驟(1)明確圖象的種類,即是B-t圖象,還是-t圖象,或者是E-t圖象、I-t圖象等;(2)分析電磁感應的具體過程;(3)用右手定則或楞次定律確定方向對應關系;(4)結合法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關系式;(5)根據(jù)函數(shù)關系式,進行數(shù)學分析,如分析斜率的變化、截距等;(6)畫出圖象或判斷圖象?？键c1考點2-18-當堂練2如圖甲所示,將一間距為L=1 m的U形光滑導軌(不計電阻)固定傾角為=30,軌道的上端與一阻值為R=1 的電阻相連接,整個空間存在垂直軌道平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小B未知,將一長度也為L=1 m、阻值為r=0.5 、質量為m=0

10、.4 kg的導體棒PQ垂直導軌放置(導體棒兩端均與導軌接觸)。再將一電流傳感器按照如圖甲所示的方式接入電路,其采集到的電流數(shù)據(jù)能通過計算機進行處理,得到如圖乙所示的I-t圖象。假設導軌足夠長,導體棒在運動過程中始終與導軌垂直,重力加速度g取10 m/s2。 考點1考點2-19- 甲 乙(1)求0.5 s時定值電阻的發(fā)熱功率;(2)求該磁場的磁感應強度大小B;(3)估算01.2 s的時間內通過傳感器的電荷量以及定值電阻上所產生的熱量。答案: (1)1.21 W(2)1.25 T(3)1.30 C1.65 J 考點1考點2-20-解析: (1)由題干I-t圖象可知當t=0.5 s時,I=1.10 A;P=I2R=1.1021.0 W=1.21 W(2)由題圖知,當金屬桿達到穩(wěn)定運動時的電流為1.60 A,穩(wěn)定時桿勻速運動,受力平衡,則有mgsin=BIL考點1考點2-21-(3)1.2 s內通過電阻的電荷量為圖線與t軸包圍的面積,由題圖知,總格數(shù)為130格,q=1300.10.1 C=1.30 C由題圖知,1.2 s末桿的電流I=1.50 A