2020高考物理一轮复习热点专题系列(六)电磁感应中的图象问题学案(含解析)

1、2020高考物理一轮复习热门专题系列(六)电磁感觉中的图象问题教案(含分析)2020高考物理一轮复习热门专题系列(六)电磁感觉中的图象问题教案(含分析)12/122020高考物理一轮复习热门专题系列(六)电磁感觉中的图象问题教案(含分析)电磁感觉中的图象问题热门概括：电磁感觉是高考的热门，图象种类题目比许多，经常综合动力学、电学、能量等知识剖析判断，现总结以下：1图象种类电磁感觉中常波及磁感觉强度B、磁通量、感觉电动势E和感觉电流I等随时间变化的图象，即B-t图象、-t图象、E-t图象和I-t图象。(2)对于切割磁感线产生感觉电动势和感觉电流的状况，有时还常波及感觉电动势E和感觉电流等随位移变

2、化的图象，即-图象和-图象等。电磁感觉还经常联合动力学、电路、能量转变与功能关系等知识一同考察，常波及到的图象有v-t图象、F-t图象、U-t图象、q-t图象、P-t图象等。2两类图象问题由给定的电磁感觉过程选出或画出正确的图象。由给定的有关图象剖析电磁感觉过程，求解相应的物理量。3解题重点弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、出入磁场的转折点等是解决此类问题的重点。4电磁感觉中图象类选择题的两个常用方法定性地剖析电磁感觉过程中物理量的变化趋向(增大仍是减小)、变化快清除法慢(均匀变化仍是非均匀变化)，特别是剖析物理量的正负，以清除错误的选项依据题目所给条件定量地写出

3、两个物理量之间的函数关系，而后由函数函数法关系对图象进行剖析和判断热门透析图象的选择剖析电磁感觉过程，判断对应的图象能否能将运动过程分段，共分几段；剖析物理量的正负；定性判断横纵坐标是线性关系仍是非线性关系、是正有关仍是负有关；写出函数关系式，进行数学剖析，如剖析斜率的变化、截距等；判断图象正误。(2018全国卷)如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在挨次相邻的矩形匀强磁场地区，地区宽度均为l，磁感觉强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为3的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感觉电流随时间变化的2lit正确图线可能是()分析如图甲，线框左端从挪动到的过程中线框左边切割磁感线产

4、生的电流方向是顺时针，线框右侧切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，线框两边切割磁感线产生电动势E2Blv方向同样，因此E2Blv，则电流为iRR，电流恒定且方向为顺时针。如图乙，再从挪动到的过程中线框左右两边切割磁感线产生的电动势大小相等，方向相反，因此回路中电流大小为零。如图丙，而后从到的过程中，线框左边切割磁感线产生的电流方向是逆时针，而线框右侧切割磁感线产生的电流方向也是逆时针，因此电流的大小为EiR2BlvR，方向是逆时针。当线框再向左运动时，线框左右两边切割磁感线产生的电动势大小相等，时回路中电流大小为零，故线框在运动过程中电流是周期性变化，故D正确。方向相反，此答案D图象的变换要明

5、确已知图象表示的物理规律和物理过程；依据所求的图象和已知图象的联系进行图象间的变换，对另一图象做出正确的判断。如图甲，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd两头电压如图乙所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则以下描绘线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的选项是()分析因为线圈cd每个时间段内两头电压大小不变化，则每个时间段内产生的感觉电B动势不变，依据法拉第电磁感觉定律得：ENtS，则线圈ab中每个时间段内电流的磁场均匀变化，正确反应这一关系的为答案CC。故C正确，A、B、D错误。图象的应用从图象上读取有关信息是解题的重点，图象是数

6、理综合的一个重要的窗口，在运用图象解决物理问题时，第一个重点是破译，即解读图象中的重点信息特别是过程信息；另一个重点是变换，即有效地实现物理信息和数学信息的互相变换。(2018武汉二月调研)(多项选择)如图a所示，水平面内有一圆滑金属导轨，ac边的电阻为，其余电阻均不计，ab与ac夹角为135，cd与ac垂直。将质量为的Rm长直导体棒搁在导轨上，并与ac平行。棒与ab、cd交点G、H间的距离为L，空间存在垂0直于导轨平面的匀强磁场，磁感觉强度为B。在外力作用下，棒由GH处以初速度v0向右做1直线运动。其速度的倒数v随位移x变化的关系如图b所示。在棒运动L0到MN处的过程中()A导体棒做匀变速直

7、线运动B导体棒运动的时间为3L020vC流过导体棒的电流大小不变232D外力做的功为3BL0v03mv02R8分析依据题图b导体棒运动的速度的倒数1随位移x变化的关系可知，导体棒做非匀v1变速直线运动，A错误；依据导体棒运动的速度的倒数v随位移x变化的图线与横轴所围的11200面积表示时间可知，导体棒运动的时间为tv0v0L，B正确；依据题图b导体棒22v0111100运动的速度的倒数随位移x变化的关系图象可得，x，解得vvL，导体棒切vvvLLxv0000割磁感线的有效长度LLx，依据法拉第电磁感觉定律，导体棒切割磁感线产生的感觉电0v0L0动势EBLvBL0 x(L0 x)BL0v0，为一

8、恒量，由闭合电路欧姆定律可知，流过导体EBL0v0棒的电流大小IRR不变，C正确；依据能量守恒知，在棒从HG处运动到MN处的过程中，外力做的功等于电阻产生的热量Q和金属棒动能变化量的代数和，电阻产生的热量Q2BLv0202300IRt0R3L3BLv，金属棒动能变化量R202Rv2333BL0v02功为W2R8mv0，D错误。1v021232Ek2m22mv08mv0，即外力做的答案BC热门集训1(2018东北三省四校大联考)(多项选择)如图甲所示，粗细均匀的矩形金属线框abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直线框所在平面，磁感觉强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以垂直于线框所在平面向里为磁感

9、觉强度B的正方向，则选项图中对于ab边的热功率P、ab边遇到的安培力F(以向右为正方向)随时间t变化的规律正确的选项是()答案ADBB分析由题图乙知，t的大小恒定，依据法拉第电磁感觉定律EntntS可知，线框中产生的感觉电动势大小不变，因此感觉电流大小也不变，ab边的热功率2，恒PIR定不变，A正确，B错误；依据安培力公式FBIL，因为电流大小、ab边长度不变，安培力大小与磁感觉强度大小成正比，依据楞次定律判断感觉电流方向，再依据左手定章判断安培力方向，可知C错误，D正确。2(2018蓉城模拟)(多项选择)以下图，两圆滑平行且足够长的直导轨与水平面成角倾斜搁置，磁感觉强度大小为B的匀强磁场与导

10、轨所在平面垂直。已知金属棒MN能沿导轨自由滑动，导轨上端跨接一个定值电阻R，金属棒与导轨电阻不计。金属棒从静止开始沿导轨向下运动，在此过程中，以下表示金属棒速度、加快度a、经过电阻R的电荷量q以及v感觉电动势E随时间t变化关系的图象，此中正确的选项是()答案ABD分析以金属棒为研究对象，受力剖析以下图，金属棒沿导轨下滑的过程中，产MN生的感觉电动势大小为B，由闭合电路欧姆定律可知IEBLv，则金属棒所受的安培ElvRR22sinABLvmgF力大小为FABILR，由牛顿第二定律可知金属棒下滑的加快度大小为amB2L2v，金属棒沿导轨加快下滑的过程中，加快度渐渐减小，且速度增大的愈来愈gsinm

11、R慢，故加快度减小的愈来愈慢，当加快度减为零时，金属棒的速度达到最大值且此时感觉电动势最大，A、B、D正确；假定时间t内金属棒沿导轨下滑的距离为x，则由法拉第电磁感应定律EBLxIEBLxtt，该过程的均匀感觉电流大小为RRt，则经过电阻的电荷量为tBLx金属棒的位移随时间增大，且，因为金属棒做加快度愈来愈小的加快运动，qIR增添得愈来愈快，经过电阻的电荷量在相等时间内的增添量渐渐增大，当金属棒匀速运动时，相等时间内经过电阻的电荷量相等，即均匀增添，C错误。(C选项也能够从最后电荷量趋近于最大值下手剖析，因为金属棒达到最大速度后匀速运动，仍有电荷量经过电阻R，即经过电阻的电荷量会连续且稳固地增

12、大，C错误。)3(2018河南期末)两个不行变形的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内。导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则MN边在匀强磁场中遇到的安培力()A01s内，方向向下B13s内，方向向下C35s内，先渐渐减小后渐渐增大D第4s末，大小为零答案B分析依据i-t图象可知，在06s内边都有大小恒定的电流经过，由B可MNFIl知，安培力的大小是恒定的，C、D均错误；01s、35s内电流的方向由NM；13s、56s内电流的方向由MN，对以上状

13、况可用左手定章判断出MN边的安培力方向，01s、35s内安培力方向向上，13s、56s内安培力方向向下，故B正确，A错误。4.(2019湖南六校联考)以下图，边长为L的菱形由两个等边三角形abd和bcd构成，三角形abd内存在垂直纸面向外的磁感觉强度为B的匀强磁场，三角形bcd内存在垂直纸面向里的磁感觉强度也为B的匀强磁场。一个边长为L的等边三角形导线框efg在纸面内向右匀速穿过磁场，极点e一直在直线ab上，底边gf一直与直线dc重合。规定逆时针方向为电流的正方向，在导线框经过磁场的过程中，导线框中感觉电流随其位移变化的图象是()答案A分析感觉电动势EBLEBL有v有v，电流IRR。三角形导线

14、框efg向右运动，依据右手定章，开始时ef切割磁感线，产生顺时针方向的电流，大小设为I0，以下图，在0L3的过程中，en切割磁感线产生顺时针方向的电流，nf产生逆时针方向的电流，产生逆时em针方向的电流，切割磁感线的有效长度为L有(ennfem)cos30，跟着三角形导线框向右运动，L减小，感觉电流减小，当运动到L0，感觉电流为零；在L有3时，L有3L的过程中，三角形导线框连续向右运动，依据几何关系，L有(nfemen)cos30，L有渐渐变大，感觉电流变大，方向为逆时针，当efg与bcd重合即xL时，eg边和ef边切割磁感线，电流大小变成2I0；L2L过程中，三角形导线框连续向右运动，gp切

15、割磁感线，产生感觉电动势，L有gpcos30，电流方向为顺时针，渐渐减小，直至所有出磁场电流为零，故A正确。(2018东北三省四市联考)(多项选择)以下图，圆滑平行金属导轨MN、PQ搁置在同一水平面内，M、P之间接必定值电阻R，金属棒cb垂直导轨水平搁置，金属棒cb及导轨电阻不计。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，t0时对金属棒施加水平向右的外力F，使金属棒由静止开始做匀加快直线运动。以下对于经过金属棒的电流i、经过导轨横截面的电荷量q、拉力F和拉力F的功率P随时间变化的图象中正确的选项是()答案AC分析t0时对金属棒施加水平向右的外力，使金属棒由静止开始做匀加快直线运F动，设加快度为a，则金

16、属棒的速度可表示为vat，由法拉第电磁感觉定律，切割磁感线EBLat产生的感觉电动势EBLvBLat，依据闭合电路欧姆定律，金属棒中电流iRR，与S12E时间成正比，A正确；感觉电动势EtBt，SLxL2at，IR，qIt，12FBiLB2L2at，由牛顿联立解得q2RBLat，B错误；金属棒运动过程中所受的安培力安R第二定律，得安，解得B2L2at，正确；拉力的功率maB2L2atat，FFmaFmaRCPFvRD错误。6(2018福建质检)(多项选择)以下图，空间内存在竖直方向的磁感觉强度为B的匀强磁场。电阻可忽视不计的金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD的夹

17、角为(90)。一根粗细均匀的圆滑导体棒EF垂直于CD搁置，在外力F的作用下以垂直于自己的速度v向右匀速运动。若以导体棒经过C点时为计时起点，则电路中的电流大小I、外力F、耗费的电功率P、导体棒EF两点间的电势差U随时间t的变化规律的图象中，正确的选项是()答案BC分析设金属棒的速度为v，则在从开始至抵达B的运动过程中有效切割长度为：LLvttanvttan；设金属棒横截面积为S，电阻率为，则回路中电阻为：RSS，BLvBvS因此回路中的电流为：IR，为定值；在走开B以后，导体棒的电阻及切割磁感线产生的感觉电动势的大小与抵达B点时的均同样，则感觉电流也同样，故电流的大小向来不变，故A错误。匀速运动时外力和安培力均衡，从开始计时至抵达B的过程中，FFABILBIvttan；当EF在两个导轨之间的距离不变时，拉力FBIL为定值，故B正确。导2体棒在抵达B以前耗费的电功率为PI2RIvtant，进入BA段此后电阻和电流均不变，S电功率不变，故C正确。导体棒EF两点间的电势差是BL0v，L0为EF的长，故EF两点间的电势差一直不变，故D错误。7(2018安徽江南十校3月检测)以下图，有两个相邻的有界匀强磁场地区，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直。两个磁场地区在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一个菱形导线框abcd，ac长为2a，从图示地点开始向右匀速