經(jīng)典總結(jié)電磁感應(yīng)：專題1：電磁感應(yīng)圖像問題(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題一：電磁感應(yīng)圖像問題電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流等隨時(shí)間（或位移）變化的圖像，解答的基本方法是：根據(jù)題述的電磁感應(yīng)物理過程或磁通量（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的變化情況，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律（或右手定則）判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流隨時(shí)間或位移的變化情況得出圖像。高考關(guān)于電磁感應(yīng)與圖象的試題難度中等偏難，圖象問題是高考熱點(diǎn)?！局R(shí)要點(diǎn)】電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I等隨時(shí)間變化的圖線，即B-t圖線、-t圖線、E-t圖線和I-t圖線。對(duì)于切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，有時(shí)還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流I

2、等隨位移x變化的圖線，即E-x圖線和I-x圖線等。還有一些與電磁感應(yīng)相結(jié)合涉及的其他量的圖象，例如P-R、F-t和電流變化率等圖象。 這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。 1、定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系；2、在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負(fù)值來(lái)反映；3、畫圖象時(shí)要注意橫、縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度定義或表達(dá)?！痉椒记伞侩姶鸥袘?yīng)中的圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定則判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐

3、標(biāo)中范圍。分析回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的大小，要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)分析，有些圖像還需要畫出等效電路圖來(lái)輔助分析。不管是哪種類型的圖像，都要注意圖像與解析式（物理規(guī)律）和物理過程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，都要用圖線的斜率、截距的物理意義去分析問題。熟練使用“觀察+分析+排除法”。一、圖像選擇問題ab【例1】如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)； 一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框。在t=0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)區(qū)域。以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，

4、取逆時(shí)針方向?yàn)檎?。下列表示i-t關(guān)系的選項(xiàng)中，可能正確的是（ ）【解析】：從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場(chǎng)邊界時(shí)，切割磁感線有效長(zhǎng)度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)正方形線框下邊離開磁場(chǎng)，上邊未進(jìn)入磁場(chǎng)的過程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C求解物理圖像的選擇類問題可用“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖像，留下正確圖像；也可用“對(duì)照法”，即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項(xiàng)對(duì)照，選

5、出正確選項(xiàng)。解決此類問題的關(guān)鍵就是把握?qǐng)D像特點(diǎn)、分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或是關(guān)鍵物理狀態(tài)?！咀冃芜w移】1、如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi)，各鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。以abcdef為線框中的電動(dòng)勢(shì)E的正方向，以下四個(gè)E-t關(guān)系示意圖中正確的是（ ）OEt1 2 3 4E1 2 3 4Ot1 2 3 4EOt E1 2 3 4Ot A B C D 【答案】：C 2、如圖所示，EOF和EO

6、F為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EOEO，F(xiàn)OFO，且EOOF ；OO為EOF的角平分線，OO 間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿OO方向勻速通過磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是（ ）【答案】：B 二、作圖問題【例2】如圖（a）所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m 。導(dǎo)軌左端連接R0.6的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗=0.2m 。細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬

7、棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r =0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v =1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)（t=0）到A2離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（b）中畫出。（廣東高考）【解析】：0t1（00.2s）A1產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（c）電阻R與A2并聯(lián)阻值：所以電阻R兩端電壓為，通過電阻R的電流：t1t2（0.20.4s） E=0 ，I2=0 ；t2t3（0.40.6s） 同理：I3=0.12A .電流隨時(shí)間變化關(guān)系如圖（c）所示三、圖像變換問題【例3】矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面

8、向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，下列選項(xiàng)中正確的是（ ） 【解析】：01s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，排除A、C選項(xiàng)；2s3s內(nèi)，B垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，排除B選項(xiàng)，所以D正確。四、圖像分析問題【例4】如圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m ，電阻R=1.0 。有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面

9、向下。現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a.？【解析】：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng)，用v表示瞬時(shí)速度，t表示時(shí)間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：閉合回路中的感應(yīng)電流為： 由安培力公式和牛頓第二定律得：聯(lián)立以上三式，解得： 在圖像上取兩點(diǎn)：（0，1）、（20，3） ，代入解方程組得：a=10m/s2 ，m=0.1kg 在定性分析物理圖像時(shí)，要明確圖像中的橫軸與縱軸所代表的物理量，要弄清圖像的物理意義，借助有關(guān)的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷；而對(duì)物理圖像定量計(jì)算時(shí)，要搞清圖像所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)

10、關(guān)系，并要注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖像中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖像在某位置的斜率（或其絕對(duì)值）、圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義五、警惕F-t圖象. 電磁感應(yīng)圖象中，當(dāng)屬F-t圖象最為復(fù)雜，因?yàn)榉治霭才嗔Υ笮r(shí)，利用的公式比較多（F=BIL，,）；分析安培力方向時(shí)利用的判定規(guī)則也較多（右手定則、楞次定律和左手定則）。 【例5】矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖甲所示，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在04s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象（規(guī)定向左為安培力的正方向）可能是（ ）【錯(cuò)解】：B。很多同學(xué)錯(cuò)選B選項(xiàng)，原因