統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題五電路與電磁感應(yīng)第11講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用考點二電磁感應(yīng)中的圖象問題教師用書

考點二電磁感應(yīng)中的圖象問題1．駕馭兩個技法，快速解答圖象問題(1)解除法最快捷：依據(jù)選擇題的特點，定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變更趨勢(增大還是減小)、變更快慢(勻整變更還是非勻整變更)，特殊是物理量的正負(fù)，解除錯誤的選項．(2)函數(shù)法最有效：依據(jù)題目所給條件定量地寫出兩處物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和推斷．2．三個關(guān)注例3[2024·河北卷](多選)如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由ab、bc、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中bc段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R.導(dǎo)軌上一金屬棒MN沿x軸正向以速度v0保持勻速運動，t＝0時刻通過坐標(biāo)原點O，金屬棒始終與x軸垂直．設(shè)運動過程中通過電阻的電流強度為i，金屬棒受到安培力的大小為F，金屬棒克服安培力做功的功率為P，電阻兩端的電壓為U，導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽視導(dǎo)軌與金屬棒的電阻．下列圖象可能正確的是()預(yù)料3[2024·四川省涼山模擬]如圖所示，一個各短邊邊長均為L，長邊邊長為3L的線框，勻速通過寬度為L的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面對里，線框沿紙面運動，起先時線框右側(cè)短邊ab恰好與磁場左邊界重合，此過程中最右側(cè)短邊兩端點a、b兩點間電勢差U隨時間t變更關(guān)系圖象正確的是()預(yù)料4如圖(a)所示，電阻R1、電阻R2和長直導(dǎo)線與波動高壓電源相連．在長導(dǎo)線的中間有一線圈，其中心與長直導(dǎo)線的距離r＝0.1m，線圈的橫截直徑為0.02m，如圖(b)所示．線圈的兩端連接一個電阻R3＝90Ω與電容器C，線圈電阻為10Ω，匝數(shù)N＝2×103.接通高壓電源后，在長直導(dǎo)線回路中產(chǎn)生電流I，大小如圖(c)所示，線圈一起先產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從A到B.在t＝2×10－3時，電容器所帶的電荷量等于流過電阻R3的電荷量，且此時電容器恰好飽和．資料表明線圈各處的磁感應(yīng)強度大小均可視為B＝，其中k＝2×10－7T·m/A.求：(1)電容器的電容；(2)若規(guī)定A→R3→B為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R3的電流與時間t圖象．考點二例3解析：當(dāng)導(dǎo)體棒從O點向右運動L時，即在0～eq\f(L,v0)時間內(nèi)，在某時刻導(dǎo)體棒切割磁感線的長度L＝l0＋v0ttanθ（θ為ab與ad的夾角），則依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝BLv0依據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(BLv0,R)＝eq\f(Bv0,R)（l0＋v0ttanθ），可知回路電流勻整增加；安培力F＝eq\f(B2L2v0,R)＝eq\f(B2v0,R)（l0＋v0ttanθ）2，則Ft關(guān)系為拋物線，但是不過原點；安培力做功的功率P＝Fv0＝eq\f(B2L2veq\o\al(2,0),R)＝eq\f(B2veq\o\al(2,0),R)（l0＋v0ttanθ）2.則Pt關(guān)系為拋物線，但是不過原點；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即U＝E＝BLv0＝Bv0（l0＋v0ttanθ），即圖象是不過原點的直線；依據(jù)以上分析，可大致解除B、D選項；當(dāng)在eq\f(L,v0)～eq\f(2L,v0)時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長度不變，感應(yīng)電動勢E不變，感應(yīng)電流I不變，安培力F大小不變，安培力的功率P不變，電阻兩端電壓U保持不變；同理可推斷，在eq\f(2L,v0)～eq\f(3L,v0)時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線長度漸漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)電動勢E勻整減小，感應(yīng)電流I勻整減小，安培力F大小依據(jù)二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到零，與0～eq\f(L,v0)內(nèi)是對稱的關(guān)系，安培力的功率P依據(jù)二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到零，與0～eq\f(L,v0)內(nèi)是對稱的關(guān)系，電阻兩端電壓U按線性勻整減??；綜上所述選項A、C正確，B、D錯誤．答案：AC預(yù)料3解析：由題意可知，在0～L的運動中，ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝BLv，a點電勢高于b點電勢，有Uab＝eq\f(9,10)BLv；L～2L的運動中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2＝2BLv，a點電勢低于b點電勢，則有Uab＝－eq\f(1,10)×2BLv＝－eq\f(2,10)BLv；2