2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应中的图象问题课件

1.解决图象问题的一般步骤：(1)明确图象的种类,即是B-t图还是Φ-t图,或者E-t图、I-t图等.(2)分析电磁感应的具体过程.(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系.(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式.\n排除法定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正、负,以排除错误的选项.函数法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断.(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等.(6)画图象或判断图象.2.电磁感应中图象类选择题的两个常用方法：\n突破1F安-t图象【典题1】矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图Z7-1甲所示.磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t＝0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0～4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力正方向)可能是下面选项中的()\n乙甲图Z7-1ABCD\n解析：0～1s内,导线框中磁通量减小,根据楞次定律,导线框的面积有增大的趋势,则ad边受安培力向左为正值,根据法拉第电磁感应定律知,该段时间内产生的感应电流为定值,但由于B减小,则F安减小,A、B错误；1～2s内,磁通量增加,根据楞次定律,导线框面积有减小的趋势,ad边受安培力向右为负值,C错误,D正确.答案：D\n【考点突破1】如图Z7-2甲所示,光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,轨道左侧连接一定值电阻R,导体棒ab垂直导轨,导体和轨道的电阻不计.导体棒ab在水平外力的作用下运动,外力F随t变化如图乙所示,在0～t0时间内从静止开始做匀加速直线运动,则在t0以后,导体棒ab运动情况为()甲乙图Z7-2\nA.一直做匀加速直线运动B.做匀减速直线运动,直到速度为零C.先做加速,最后做匀速直线运动D.一直做匀速直线运动答案：C\n突破2v-t图象【典题2】如图Z7-3所示,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO′\n图Z7-3ABCD\n解析：由题意可知,线框先做自由落体运动,最终做匀加速直线运动.若ab边刚进入磁场时,速度较小,线框内产生的感应电流较小,线框所受安培力小于重力,则线圈进入磁场的过程做加速度逐渐减小的加速运动,图象C有可能；若线框进入磁场时的速度较大,线框内产生的感应电流较大,线框所受安培力大于重力,则线框进入磁场时做加速度逐渐减小的减速运动,图象B有可能；若线框进入磁场时的速度合适,线框所受安培力等于重力,则线框匀速进入磁场,图象D有可能；由分析可知选A.答案：A\n【考点突破2】如图Z7-4所示,在光滑绝缘斜面上放置一矩形铝框abcd,铝框的质量为m、电阻为R,斜面上ef与gh两线间有垂直于斜面向上的匀强磁场,ef∥gh∥pq∥ab,eh>bc.如果铝框从磁场上方斜面上的某一位置由静止开始运动,则下列表示铝框从开始运动到ab边到达gh线这一过程中的速度与时间关系的图象,可能正确的有()\n图Z7-4ABCD答案：AD\n突破3B-t图象【典题3】如图Z7-5甲所示,正方形导线框固定在匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,其中B0、t0均为已知量.已知导线框的边长为L,总电阻为R,则下列说法中正确的是()甲乙图Z7-5\n\n\n答案：AC\n【考点突破3】如图Z7-6甲所示,螺线管内有一平行于轴线的磁场,规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向,螺线管与U形导线框cdef相连,导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环面积为S,圆环与导线框cdef在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时,下列说法中正确的是()甲乙图Z7-6\nA.在t1时刻,金属圆环L内的磁通量最大,最大值Φm＝B0SB.在t2时刻,金属圆环L内的磁通量最大C.在t1～t2时间内,金属圆环L有扩张的趋势D.在t1～t2时间内,金属圆环L内有顺时针方向的感应电流\n解析：当螺线管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变化时,在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流,在t1时刻,感应电流为零,金属圆环L内的磁通量为零,A错误；在t2时刻,感应电流最大,金属圆环L内的磁通量最大,B正确；在t1～t2时间内,金属圆环L有收缩的趋势,C错误；由楞次定律,在t1～t2时间内,导线框cdef内产生逆时针方向感应电流,感应电流逐渐增大,金属圆环L内磁通量增大,根据楞次定律,金属圆环L内有顺时针方向的感应电流,D正确.答案：BD\n突破4i-t图象【典题4】如图Z7-7甲,在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电流i,i的变化如图乙所示,规定从Q到P为电流的正方向.导线框R中的感应电动势()甲乙图Z7-7\n\n\n出感应电动势的方向为顺时针方向,C正确；由楞次定律可判断出在t＝T时感应电动势的方向为逆时针方向,D错误.答案：AC\n方法技巧：对于导体框切割磁感线产生的电磁感应的图象问题,应弄清导体框中充当电源的部分(注意有效切割长度),由闭合电路欧姆定律判断出感应电流的变化及解析式,从而判断出电流随时间变化的关系.\n【考点突破4】如图Z7-8所示,有一个边界为正三角形的匀强磁场区域,边长为a,磁感应强度于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿越磁场区域,导体框中感应电流的正方向为逆时针方向,以导体框刚进入磁场时为t＝0时)刻,则导体框中的感应电流随时间变化的图象是(图Z7-8\nACBD答案：D\n突破5电磁感应中双电源问题与图象的综合【典题5】如图Z7-9,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下.一)应电流i随时间t变化的正确图线可能是(图Z7-9\nACBD\n解析：找到线框在移动过程中谁切割磁感线,并根据右手定则判断电流的方向,从而判断整个回路中总电流的方向.要分过程处理本题.第一过程从①移动②的过程中图D65\n左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针,右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针,两根棒切割产生电动势方向相时针.再从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等,方向相反,所以回路中电流表现为零.图D66\n然后从③到④的过程中,左边切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也是逆时针,所以电流的大小为图D67\n当线框再向左运动时,左边切割产生的电流方向顺时针,右边切割产生的电流方向是逆时针,此时回路中电流表现为零,故线圈在运动过程中电流是周期性变化,D正确.答案：D方法技巧：如果电路中有两个电源,要弄明白两个电源是串联还是并联,串联时的总电动势是等于两电动势的和还是差.\n【考点突破5】将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM＝ON＝R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图Z7-10所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.从t＝0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是()\n图Z7-10ABCD答案：B\n突破6综合图象【典题6】如图Z7-11所示,在虚线的右侧存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.有一个直角三角形金属框,线框左边与磁场边界平行,线框的电阻为R.线框以速度v0做匀速直线运动,以线框的左边刚要离开磁场时开始计时,E表示线框的感应电动势的大小,F表示安培力的大小,P表示线框的电功率的大小,I表示线框中的感应电流的大小,则下列关系正确的是()\n图Z7-11ABCD\n答案：BD\n【考点突破6】如图Z7-12所示,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,水平放置两条平行长直导轨MN,导轨间距为L.导轨左端接一电阻R,金属杆ab垂直导轨放置,金属杆和导轨的电阻不计,杆与导轨间接触良好且无摩擦.现对金属杆施加一个与其垂直的水平方向恒力F使金属杆从静止开始运动.在运动过程中,金属杆速度大小v、恒力F的功率PF、金属杆与导轨形成的回路中磁通量等各量随时间变化图像正确的是()\n图Z7-12ABCD\n\n可知,回路磁通量的变化率增加；当速度最大时系不是线性关系,B错误；随速度的增大,感应电动势增大,则根据E＝ΔΦΔt磁通量的变化率不变,即Φ-t线切线的斜率先增大,最后变为直线,D正确,C错误；故选AD.答案：AD