2019版高考物理一轮复习 小专题7 电磁感应中的图象问题课件.ppt

小专题7 电磁感应中的图象问题 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 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 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 突破1 F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 甲 乙 图Z7 1 A B C D 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 故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 故C错误 D正确 答案 D 考点突破1 2017年江西南昌十所省重点中学二模 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 乙 甲图Z7 2A 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 突破2 v 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 下方磁场区域足够大 不计空气影响 则下列哪一个图象不可 能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律 图Z7 3 A B C D 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 考点突破2 多选 2017年河南郑州质检 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 图Z7 4 A B C D 答案 AD 突破3 E t图象 典题3 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 规定线圈中感应电流的正方向如图Z7 5甲所示 当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时 下列 选项中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 甲 乙 图Z7 5 AC BD 解析 根据楞次定律得 0 1s内 感应电流为正方向 1 3s内 无感应电流 3 5s内 感应电流为负方向 再由法拉第电磁感应定律得 0 1s内的感应电动势为3 5s内的2倍 故A正确 答案 A 考点突破3 2016年湖北七校大联考 如图Z7 6所示 平行于y轴的长为2R的导体棒以速度v向右做匀速运动 经过由两个半径均为R的半圆和中间一部分长为2R 宽为R的矩形组合而成的磁感应强度为B的匀强磁场区域 下列选项中 能正确表示导体棒中的感应电动势E与导体棒运动时底端横坐标x 关系的图象是 图Z7 6 AC BD 答案 A 突破4 i t图象 典题4 如图Z7 7所示 一个有矩形边界的匀强磁场区域 磁场方向垂直于纸面向里 一个三角形闭合导线框 由位置1 左 沿纸面匀速运动到位置2 右 取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点 t 0 规定逆时针方向为电流的正方向 则下图 中能正确反映线框中电流与时间关系的是 图Z7 7 A B C D 解析 导线框进入磁场过程中 磁通量增大 由楞次定律可知 感应电流方向为逆时针方向 即正方向 可排除B C选项 由E Blv可知 导线框进出磁场过程中 切割磁感线的有效长度为导线框与磁场边界交点的连线 故进 出磁场过程中 等效长度l先增大后减小 故感应电动势先增大后减小 由欧姆定律可知 感应电流也是先增大后减小的 故A项正确 D项错误 答案 A 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 考点突破4 2016年广东揭阳二模 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 AC BD 答案 D 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所示 有两个相邻的有界匀强磁场区域 磁感应强度的大小均为B 磁场方向相反 且与纸面垂直 磁场区域在x轴方向宽度均为a 在y轴方向足够宽 现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域 若以逆时针方向为电流的正方向 在下列各图中 线框中感应 电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是 图Z7 9 A B C D 解析 根据楞次定律 进入磁场时感应电流为正方向 而出磁场时 感应电流同样也为正方向 B D错误 而在从第 个磁场进入第 个磁场的过程中 感应电动势大小逐渐增大 刚要完全进入到第 个磁场中时恰好达到最大 因此C正确 A错误 答案 C 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 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 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 图Z7 10 A B C D 答案 B 突破6 综合图象 典题6 多选 2016年四川卷 如图Z7 11所示 电阻不计 间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 方向竖直向下的匀强磁场中 导轨左端接一定值电阻R 质量为m 电阻为r的金属棒MN置于导轨上 受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动 外力F与金属棒速度v的关系是F F0 kv F0 k是常量 金属棒与导轨始终垂直且接触良好 金属棒中感应电流为i 受到的安培力大小为FA 电阻R两端的电压为UR 感应电流的功率为P 它们随时间t的变化 图象可能正确的有 图Z7 11 A B C D 2 若k B2l2R r F合随v增大而增大 即a随v增大而增大 说明金属棒在做加速度增大的加速运动 根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合 3 若k B2l2R r F合随v增大而减小 即a随v增大而减小 说明金属棒在做加速度减小的加速运动 直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动 根据四个物理量与速度关系可知C选项符合 答案 BC 考点突破6 多选 2017年宁夏石嘴山高三期末 如图Z7 12甲所示 光滑平行金属导轨MN PQ所在平面与水平面成 角 M P两端接一电阻R 整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中 t 0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F 使金属棒由静止开始沿导轨向上运动 金属棒电阻为r 导轨电阻忽略不计 已知通过电阻R的感应电流i随时间t变化的关系如图乙所示 下列关于金属棒运动速度v 外力F 流过R 的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率 t 随时间变化的图象 正确的是 甲 乙 图Z7 12 A B C D 答案 AB