2019版高考物理一輪復習 小專題7 電磁感應中的圖象問題課件.ppt

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小專題7 電磁感應中的圖象問題 1 解決圖象問題的一般步驟 1 明確圖象的種類 即是B t圖還是 t圖 或者E t圖 I t圖等 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的對應關系 4 結合法拉第電磁感應定律 歐姆定律 牛頓運動定律等 知識寫出函數(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 畫圖象或判斷圖象 2 電磁感應中圖象類選擇題的兩個常用方法 突破1 F安 t圖象 典題1 矩形導線框abcd放在勻強磁場中 在外力控制下處于靜止狀態(tài) 如圖Z7 1甲所示 磁感線方向與導線框所在平面垂直 磁感應強度B隨時間變化的圖象如圖乙所示 t 0時刻 磁感應強度的方向垂直導線框平面向里 在0 4s時間內 導線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象 規(guī)定向左為安培力 正方向 可能是下面選項中的 甲 乙 圖Z7 1 A B C D 解析 0 1s內 導線框中磁通量減小 根據(jù)楞次定律 導線框的面積有增大的趨勢 則ad邊受安培力向左為正值 根據(jù)法拉第電磁感應定律知 該段時間內產生的感應電流為定值 但由于B減小 則F安減小 故A B錯誤 1 2s內 磁通量增加 根據(jù)楞次定律 導線框面積有減小的趨勢 ad邊受安培力向右為負值 故C錯誤 D正確 答案 D 考點突破1 2017年江西南昌十所省重點中學二模 如圖Z7 2甲所示 光滑的導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中 軌道左側連接一定值電阻R 導體棒ab垂直導軌 導體和軌道的電阻不計 導體棒ab在水平外力的作用下運動 外力F隨t變化如圖乙所示 在0 t0時間內從靜止開始做勻加速直線 運動 則在t0以后 導體棒ab運動情況為 乙 甲圖Z7 2A 一直做勻加速直線運動B 做勻減速直線運動 直到速度為零C 先做加速 最后做勻速直線運動D 一直做勻速直線運動答案 C 突破2 v t圖象 典題2 如圖Z7 3所示 矩形閉合導體線框在勻強磁場上方 由不同高度靜止釋放 用t1 t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻 線框下落過程形狀不變 ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO 平行 線框平面與磁場方向垂直 設OO 下方磁場區(qū)域足夠大 不計空氣影響 則下列哪一個圖象不可 能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律 圖Z7 3 A B C D 解析 由題意可知 線框先做自由落體運動 最終做勻加速直線運動 若ab邊剛進入磁場時 速度較小 線框內產生的感應電流較小 線框所受安培力小于重力 則線圈進入磁場的過程做加速度逐漸減小的加速運動 圖象C有可能 若線框進入磁場時的速度較大 線框內產生的感應電流較大 線框所受安培力大于重力 則線框進入磁場時做加速度逐漸減小的減速運動 圖象B有可能 若線框進入磁場時的速度合適 線框所受安培力等于重力 則線框勻速進入磁場 圖象D有可能 由分析可知選A 答案 A 考點突破2 多選 2017年河南鄭州質檢 如圖Z7 4所示 在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框abcd 鋁框的質量為m 電阻為R 斜面上ef與gh兩線間有垂直于斜面向上的勻強磁場 ef gh pq ab eh bc 如果鋁框從磁場上方斜面上的某一位置由靜止開始運動 則下列表示鋁框從開始運動到ab邊到達gh線這一過程中的速度與時間關系的圖象 可能正確的有 圖Z7 4 A B C D 答案 AD 突破3 E t圖象 典題3 在豎直向上的勻強磁場中 水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈 規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖Z7 5甲所示 當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖乙變化時 下列 選項中正確表示線圈中感應電動勢E變化的是 甲 乙 圖Z7 5 AC BD 解析 根據(jù)楞次定律得 0 1s內 感應電流為正方向 1 3s內 無感應電流 3 5s內 感應電流為負方向 再由法拉第電磁感應定律得 0 1s內的感應電動勢為3 5s內的2倍 故A正確 答案 A 考點突破3 2016年湖北七校大聯(lián)考 如圖Z7 6所示 平行于y軸的長為2R的導體棒以速度v向右做勻速運動 經過由兩個半徑均為R的半圓和中間一部分長為2R 寬為R的矩形組合而成的磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域 下列選項中 能正確表示導體棒中的感應電動勢E與導體棒運動時底端橫坐標x 關系的圖象是 圖Z7 6 AC BD 答案 A 突破4 i t圖象 典題4 如圖Z7 7所示 一個有矩形邊界的勻強磁場區(qū)域 磁場方向垂直于紙面向里 一個三角形閉合導線框 由位置1 左 沿紙面勻速運動到位置2 右 取線框剛到達磁場邊界的時刻為計時起點 t 0 規(guī)定逆時針方向為電流的正方向 則下圖 中能正確反映線框中電流與時間關系的是 圖Z7 7 A B C D 解析 導線框進入磁場過程中 磁通量增大 由楞次定律可知 感應電流方向為逆時針方向 即正方向 可排除B C選項 由E Blv可知 導線框進出磁場過程中 切割磁感線的有效長度為導線框與磁場邊界交點的連線 故進 出磁場過程中 等效長度l先增大后減小 故感應電動勢先增大后減小 由歐姆定律可知 感應電流也是先增大后減小的 故A項正確 D項錯誤 答案 A 方法技巧 對于導體框切割磁感線產生的電磁感應的圖象問題 應弄清導體框中充當電源的部分 注意有效切割長度 由閉合電路歐姆定律判斷出感應電流的變化及解析式 從而判斷出電流隨時間變化的關系 考點突破4 2016年廣東揭陽二模 如圖Z7 8所示 有一個邊界為正三角形的勻強磁場區(qū)域 邊長為a 磁感應強度 于紙面沿著磁場區(qū)域的軸線勻速穿越磁場區(qū)域 導體框中感應電流的正方向為逆時針方向 以導體框剛進入磁場時為t 0時 刻 則導體框中的感應電流隨時間變化的圖象是 圖Z7 8 AC BD 答案 D 突破5 電磁感應中雙電源問題與圖象的綜合 典題5 如圖Z7 9所示 有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域 磁感應強度的大小均為B 磁場方向相反 且與紙面垂直 磁場區(qū)域在x軸方向寬度均為a 在y軸方向足夠寬 現(xiàn)有一高為a的正三角形導線框從圖示位置開始向右勻速穿過磁場區(qū)域 若以逆時針方向為電流的正方向 在下列各圖中 線框中感應 電流i與線框移動距離x的關系圖象正確的是 圖Z7 9 A B C D 解析 根據(jù)楞次定律 進入磁場時感應電流為正方向 而出磁場時 感應電流同樣也為正方向 B D錯誤 而在從第 個磁場進入第 個磁場的過程中 感應電動勢大小逐漸增大 剛要完全進入到第 個磁場中時恰好達到最大 因此C正確 A錯誤 答案 C 方法技巧 如果電路中有兩個電源 要弄明白兩個電源是串聯(lián)還是并聯(lián) 串聯(lián)時的總電動勢是等于兩電動勢的和還是差 考點突破5 將一均勻導線圍成一圓心角為90 的扇形導線框OMN 其中OM ON R 圓弧MN的圓心為O點 將導線框的O點置于如圖Z7 10所示的直角坐標系的原點 其中第二和第四象限存在垂直于紙面向里的勻強磁場 其磁感應強度大小為B 第三象限存在垂直于紙面向外的勻強磁場 磁感應強度大小為2B 從t 0時刻開始讓導線框以O點為圓心 以恒定的角速度 沿逆時針方向做勻速圓周運動 假定沿ONM方向的電流為正 則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是 圖Z7 10 A B C D 答案 B 突破6 綜合圖象 典題6 多選 2016年四川卷 如圖Z7 11所示 電阻不計 間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B 方向豎直向下的勻強磁場中 導軌左端接一定值電阻R 質量為m 電阻為r的金屬棒MN置于導軌上 受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動 外力F與金屬棒速度v的關系是F F0 kv F0 k是常量 金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好 金屬棒中感應電流為i 受到的安培力大小為FA 電阻R兩端的電壓為UR 感應電流的功率為P 它們隨時間t的變化 圖象可能正確的有 圖Z7 11 A B C D 2 若k B2l2R r F合隨v增大而增大 即a隨v增大而增大 說明金屬棒在做加速度增大的加速運動 根據(jù)四個物理量與速度的關系可知B選項符合 3 若k B2l2R r F合隨v增大而減小 即a隨v增大而減小 說明金屬棒在做加速度減小的加速運動 直到加速度減小為0后金屬棒做勻速直線運動 根據(jù)四個物理量與速度關系可知C選項符合 答案 BC 考點突破6 多選 2017年寧夏石嘴山高三期末 如圖Z7 12甲所示 光滑平行金屬導軌MN PQ所在平面與水平面成 角 M P兩端接一電阻R 整個裝置處于方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中 t 0時對金屬棒施加一平行于導軌的外力F 使金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動 金屬棒電阻為r 導軌電阻忽略不計 已知通過電阻R的感應電流i隨時間t變化的關系如圖乙所示 下列關于金屬棒運動速度v 外力F 流過R 的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率 t 隨時間變化的圖象 正確的是 甲 乙 圖Z7 12 A B C D 答案 AB