新课标高考物理一轮复习主题九电磁感应9_2_1电磁感应中的图象和电路问题课件

1、电磁感应高考研究课解读高考 精准备考研考情明考向2017年将选修3-5纳入必考，动量定理和动量守恒定律在电磁感应中的应用可能会成为命题新生点高考对法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则及右手定则的考查一般会结合具体情境和过程命题，主要方向：结合函数 图象，结合电路分析，联系力学过程，贯穿能量守恒.知识跨度 大，思维综合性强，试题难度一般也较大.杆+导轨或导线框是 常见模型.题型可能是选择题，也可能是计算题.课时一 z电磁感应中的图象和电路问题高考真题研读G精析考题明确考向审题指导第一步读题干提信息F为变力，与速度u有关.，写各物理量与横坐标r的表达式.第二步寻突破顺思路(1) 金属椁在水平外力

2、F的作用下的运动 情况，由Fo+( a-寻m v=m得当a= 缶一时,a恒定，辟时卫与V有关.(2) 因为该题为纯电阻电路，电流的功率 有两种计算方法,P = F(R + C或P = 7%AB莫题案例(多选)(2016 四川卷)如图所示.电阻不计、间距为/的光滑平行金属导 轨水平放置于磁感应强度为3、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一 定值电阻尺质量为皿、电阻为r的金属棒MY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与金属捧速度,的关系 是F二不无疋7繇牡益福韓融篠蟲議嚴廷鈿 棒中感应电流为讥受到的安培力大小为匚，电阻尺两端的电压为匕，感应规范解题设某时刻金属椁

3、的速度为u,根据牛顿第二定律F - F： = ma,即化+虹-；二ma, F打+ （ A： 备）u二ma，如果* PJ FA 则加速度与速度成纹性关系，且随着速度增大加速度越来越大，邓金属捧运动的l-f图象的切戋斜率越来戟大, K + r由于F,二罟三,图象的切线斜率也越来越大，感应电流卜=詹）、电阻两端的电压（乞二紀）及感应电流的功 率（卩二等3）也会随时间变化得越来越快出项正确；如果丘二骼,则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时闾均匀增 大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合;如果 笋则金隔烽做加速度裁来越小的加速运动感应电流、

4、电阻两端的电压、安谱力均増加得越来越慢藪后恒定，感R + r应电流的功率聂后也恒定,C项正确.答案：BC真备考启示本题综合考查电磁感应中为动力学问懸和 电路间題,通过改变条件，设蛊外力F二F。+ 屁（化池是常量），令人耳目一新.本题本质 是动态问題的分析，只是动态的变化用图象 的方式给出，異有隐蔽性.处理的方法是函 数法.物理学图象具有直观、简明约特点，电磁感应中的图象问题是高考考查 的热点问題常见图象有磁感应强度3、磁通量、感应电动势以及感 应电流2随时间r（或位移兀）的变化图象.一般可把图象问.题分为两类: （D由给定的电磁感应过程选出正嚅的因象，悬高考以选择題形式考查电 兹感应知识的常见

5、方式;由给定豹有关图彖分析电磁感应过程求解 相应的物理董，主要以选择题形弍出现，也可能屋入计算题中进行考查.考点题型突破K考点探究题型突破探究一 电磁感应中的电路问题电磁感应中电路知识的关系图电磁感应R+rE联系1：电动势E联系2:功和能闭合电路E Blv2nA(PP = IUQfRt q 二 CU2.分析电磁感应电路问题的基本思路求感应电动势E二肌或厂nA(PAt画等效电路图求感应电流I两端II电压I外=E-IrP恥=叭P总:二E电路 功率典例】（2017天津和平区四模妆口图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5 m,左端接有阻值7?=03Q的电阻，一质量m=0.

6、1 kg电阻r=0.1 2的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T,棒在水平向右的外力作用下，由静止开 始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒运动的位移兀=9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前回 路中产生的焦耳热0=2.025 J,导轨足够长且电阻不计，棒在运 动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求：(1) 棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量0(2) 金属棒MN做匀加速运动所需外力随时间变化的表达式;(3) 外力做的功硏思路点拨求解电荷量时应该使用电流的平均值；分析金属棒所受的外力随时间的变化规律

7、时，应首先综合法拉第电磁感 应定律和安培力公式等知识得出安培力与时间的关系式，然后进 一步求解解析(1)棒在匀加速运动中，由法拉第电磁感应定律得万,其中 A=BLx- E由闭合电路的欧姆定律得/ = 曲 则通过电阻的电荷量为q = 14 联立各式，代入数据得g=225 C.(2)由法拉第电磁感应定律得E=BLv对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得v=at由闭合电路的欧姆定律得匸爲由安培力公式和牛顿第二定律得F-BIL=ma(Pa，故C项错误;线圈中“、b两点的电势差为感应电动势的一半，即一玄込， 故D项错误.答案AB探究二电磁感应中的图象问题题型1据电磁感应过程选择图象题型由给定的电磁感应过程

8、选出正确概述的图象根据题意分析相关物理量的函数方法关系、分析物理过程中的转折点、技巧明确“+、一”号的含义，结合数学知识做正确的判断典例2（2017江苏宜兴模拟）如图所示，在光滑水平面上， 有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t=0时刻，线框在 水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，呢边刚 进入磁场的时刻为仏“边刚进入磁场的时刻为切 设线框中产 生的感应电流的大小为人ad边两端电压大小为水平拉力大 小为F,则下列I、U、F随时间/变化关系的图象正确的是（）XXXXO t2；X X XI：XXXI:XXXII:Xgx X【思路点拨线框在外力F的作用下由静止开始向右做匀加 速直

9、线运动由运动学公式可得线框速度与时间的关系根据 感应电动势公式E=BLv和欧姆定律/=务可得感应电流与时间 的关系,进而得知卩与/的关系一根据安培力的推论式fa=豎匕 和牛顿第二定律可得F与t的关系.解析由题意可知，线框的速度与时间的关系式为v=ahPa是加速度，设线框总电阻为人，又由EBLv和/=斤得感应电BLat4流与时间的关系式为B、L、a均不变，在0句时间内, 感应电流为零，丫1时间内，电流Z与/成正比，时间后无感 应电流，A、B错误；在0九时间内，感应电流为零，加的电 压为零，勺时间内，电流Z与/成正比，%=1隔=讐以如,电压随时间均匀增加，勺时间后无感应电流，但有感应电动势，Uad

10、=E=BLat9电压随时间均匀增加，C正确；根据推JDT 2论得知线框所受的安培力为Fa=T-，由牛顿第二定律得FFA=ma9整理得2一t+ma,在0人时间内，感应电流为零，F=ma,为定值，勺(2时间内，F与/成正比，F与/是线 性关系，但不过原点，/2时间后无感应电流，F=maf为定值， D错误.答案C规律总结解决电磁感应过程中各物理量随时间变化问题的步骤(1)分析电磁感应过程，判断对应的图象是否能将运动过程分 段，共分几段.(2) 明确图象种类，常见图象有B-7图象、一/图象、E-t 图象以及FT图象等.(3) 利用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向.(4) 结合法拉第电磁感应定律、欧

11、姆定律、牛顿运动定律等规 律写出函数关系式.(5) 画图象或判断图象.变式训练2.侈选）（2017冻北三省四市二模）如图所示，空间存在有界的匀强磁场，磁场上下边界水平，方向垂直纸面向里，宽度为 乙一边长为L的正方形线框自磁场边界上方某处自由下落，线框 自开始进入磁场区域到全部离开磁场区域的过程中，下列关于线 框速度和感应电流大小随时间变化的图象可能正确的是（线框下 落过程中始终保持在同一竖直平面内，且底边保持与磁场边界平 行）（）XXxTx xxLX XX1BCD解析设金属框的电阻为R,如果进入磁场时安培力与重力相等，mg=BIL=B2L2v,则线框自进入到穿出磁场的过程中速度不变，A正确；如

12、果线框进入磁场时安培力小于重力，则 线框速度增大，安培力增大，根据牛顿第二定律可得mg-F= ma.则线框加速运动的过程中加速度逐渐减小，速度图象的斜率 减小，B错误；如果线框进入磁场时安培力大于重力，则线框进P 入磁场后做减速运动，根据欧姆定律可得1=1 辔一讐，由于a逐渐减小，所以图象的斜率逐渐减小，C正确；如果线框进入磁场时安培力小于重力，则线框进入磁场后做加速运动，根据欧姆定律可得=E BL（o（）+a/） BLv（） BLa R=R =丁+才由于逐渐减小，所以图象的斜率逐渐减小，当安培力等于重力 时做匀速直线运动，D正确.【答案ACD题型2由给定的图象求解电磁感应过程中的物理量题型概

13、述根据图象分析判断电磁感应过程方法技巧电磁感应的可能过程流)随吋间变化的图像 感应电动势(或感应电典例3（多选）如图甲所示,面积为S的匝圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间周 期性变化，如图乙所示，已知线圈的电阻为则下列说法正确的是（）A.线圈内产生的感应电动势最大值为SB.B.线圈内产生的感应电流最小值为欝C.线圈内产生的感应电动势周期为4D.01 S内线圈内产生的感应电流沿顺时针方向思路点拨本题的突破点是正确地解读B-t图象，根据B图象分析磁感应强度的变化率，需重点注意的问题是，在第4 s末磁感应强度为零，但该时刻磁感应强度的变化率不为零.解析根据法拉第电磁感

14、应定律可知E=nSf结合图乙分析可知，在01 s内产生的感应电动势最大，最大值为Emax=nS=nB0S, A错误；12 s内线圈内产生的感应电动势最小为零，故感应电流的最小值为零，B错误；由图线可知，线圈 内产生的感应电动势周期为4 s, C正确；0Is内磁感应强度逐渐增大，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，0Is内线内产生的感应电流沿顺时针方向，D正确.答案CD|规律总结AB-t图象、普 7图象、E_t图象之间是互相联系的 图象的斜率反映的是磁感应强度的变化率，当回路面积不 变时，有E二n学S,即图线的变化趋势和学 7图线f/It的变化趋势相同.若B-t图线为倾斜直线,说明磁感应强 度

15、变化恒定，产生恒定的感应电动势;B值恒定时,说明磁 感应强度变化率为零，产生的感应电动势为零.变式训练3.如图甲所示，CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨，CD=DE=L, ZCDE=60。，CD和DE单位长度的电阻均为心，导轨处于磁感应强度为竖直向下的匀强磁场中.MN是 绝缘水平面上的一根金属杆，其长度大于厶电阻可忽略不计现MN在向右的水平拉力作用下以速度。在CDE上匀速滑行.MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好，并且与C、E所确定的 直线平行.乙(1)推导MN在CDE上滑动过程中，回路中的感应电动势E与时间t的关系表达式;(2)在运动学中我们学过：通过物体运动速度和时间的关系图 线可以求出物体运动的位移兀,如图乙中物体在0九时间内的位 移在数值上等于梯