2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应图像问题

第21课时电磁感应的图象问题\n电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t、位移x变化的图象,即B—t图象、Φ一t图象、E一t图象、I一t图象、E—x图象、i—x图象.【要点归纳】\n1、常用方法：安培定则、右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律(1)判断安培力、洛伦兹力方向用左手定则,(2)判断感应电流方向用右手定则或楞次定律,(3)判断通电导向周围磁场方向用安培定则.2、注意图象的正负值、截距、斜率、面积物理意义.【方法技巧】\n【考向探究】【例1】(多选)如图(a),螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时（）A．在t1～t2时间内,L有收缩趋势B．在t2～t3时间内,L有扩张趋势C．在t2～t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D．在t3～t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流\n【例1】【答案】AD【解析】据题意,在t1～t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大,则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流,该电流激发出增加的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生感应电流,根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势,选项A正确；在t2～t3时间内,外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流激发出稳定磁场,该磁场通过圆环时,圆环中没有感应电流,选项B、C错误；在t3～t4时间内,外加磁场向下减小,且斜率也减小,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产生顺时针方向电流,选项D正确【考向探究】\n【考向探究】【例2】(单选)如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正,以下说法正确的是(　　)A.从上往下看,0～1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向B.0～1s内圆环面积有扩张的趋势C.3s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D.1～2s内和2～3s内圆环中的感应电流方向相反\n【考向探究】【例2】【答案】A【解析】由图乙知,0～1s内螺线管中电流逐渐增大,穿过圆环向上的磁通量增大,由楞次定律知圆环中感应电流的磁场向下,圆环面积有缩小的趋势,从上往下看,0～1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向,选项A正确,B错误；同理可得1～2s内和2～3s内圆环中的感应电流方向相同,选项D错误；3s末电流的变化率为0,螺线管中磁感应强度的变化率为0,在圆环中不产生感应电流,圆环对桌面的压力等于圆环的重力,选项C错误.\n【考向探究】【例3】（多选）如图所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则（）A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸力最大\n【例3】【答案】ABC【解析】从t1到t2时间内,电流减小,根据楞次定律知吸引,从t2到t3时间内电流增大,根据楞次定律知排斥,AB正确；t1时刻电流最大,但磁场的变化率最小,B线圈中不产生感应电流,无相互作用,t2时刻由于A线圈电流为零,故作用力为零,C正确,D错误【考向探究】\n(多选)在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1m2,线圈电阻为1Ω.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.则以下说法正确的是（）A．在时间0～2s内,I的最大值为0.01AB．在时间3～5s内,I的大小越来越小C．前2s内,通过线圈某截面的总电荷量为0.01CD．第3s内,线圈的发热功率最大【试一试】