高三物理第二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)學(xué)案 電學(xué)圖像

1、高三物理第二次主題復(fù)習(xí)學(xué)案電影磁感應(yīng)強(qiáng)度b、磁通量、感生電動(dòng)勢(shì)e、感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖像，即B-t圖、-t圖、E-t圖、I-t圖常常與電磁效應(yīng)相關(guān)。 切斷磁感線產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流時(shí)，也經(jīng)常提到感生電動(dòng)勢(shì)e和感應(yīng)電流I根據(jù)線圈位移x變化的圖像，即E-x圖和I-x圖。關(guān)于這些個(gè)的圖像問(wèn)題，大致可分為兩類(lèi)一、從給定的電磁效應(yīng)過(guò)程中選擇或描繪正確的圖像如例1、圖甲所示，由均勻的電阻絲構(gòu)成的正方形的線框圖abcd的電阻為R1，ab=bc=cd=da=l，現(xiàn)在，線框圖以垂直于ab的速度v等速通過(guò)寬度2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度b的均勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在全過(guò)程中ab、cd兩邊總是保持與邊界平行(1)在圖b中描繪在

2、合十禮信息幀中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像。(2)在圖c中描繪了合十禮信息幀中的a、b的兩點(diǎn)間電位差Uab隨著時(shí)間t而變化的圖像。分析：本問(wèn)題是電磁效應(yīng)知識(shí)和電路規(guī)律的綜合應(yīng)用，要求用電磁效應(yīng)中的楞勃規(guī)律、法拉第電磁效應(yīng)規(guī)律及繪制等效電路圖的電路規(guī)律解決，是常見(jiàn)的問(wèn)題類(lèi)型。解答： (I0=Blv/R，畫(huà)的圖像分為3段(如下圖所示)。t=0到l/v，i=-I0t=l/v2l/v，i=0t=2升/升至3升/升，i=-I0(設(shè)Uab=Blv，將打印出的圖像分為3段(如上圖所示)。總結(jié)：分析我們?cè)趩?wèn)題中所述的物理情景，理解已知和求得，然后將整個(gè)過(guò)程分成幾個(gè)小階段，分析各階段物理量之間的變化關(guān)系并明確，最后

3、在正方向上建立正交坐標(biāo)系，規(guī)定正確的圖形。如例2、圖所示，一邊的長(zhǎng)度為a，電阻為r的正三角形，通過(guò)外力以速度v等速的通過(guò)寬度為a的2個(gè)均勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這些個(gè)的2個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都為b，方向相反，合十禮信息幀的運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直，將逆時(shí)針?lè)较蜃鳛殡娏鞯恼较颍ㄟ^(guò)修正計(jì)算分析：本問(wèn)題研究了電流隨位移的變化規(guī)律，涉及有效長(zhǎng)度的問(wèn)題a :合十禮信息幀進(jìn)入最初的磁場(chǎng)后，切削磁感線的有效長(zhǎng)度均勻變化。 在位移從0到a/2的過(guò)程中，切割有效長(zhǎng)度從0到位移從a/2到a的過(guò)程中，切割的有效長(zhǎng)度減少到0，在x=a/2時(shí)，I=電流為正。 當(dāng)合十禮信息幀橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界時(shí)，合十禮信息幀在兩個(gè)磁

4、場(chǎng)中切斷磁感線產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)相同，切斷的有效長(zhǎng)度也均勻變化。 在位移從3a/2到2a的過(guò)程中，切斷有效長(zhǎng)度減少到0，在x=3a/2的情況下，I=電流為負(fù)，在合十禮信息幀從第2個(gè)磁場(chǎng)脫離的情況下，與進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)的情況相同，i-x圖像如右圖所示。例3 .圖所示的電路中，s閉合，此時(shí)流過(guò)線圈l的電流為i1，流過(guò)燈a的電流為i2，I1I2.t1，如果關(guān)閉時(shí)刻s，則流過(guò)燈的電流隨時(shí)間變化的圖像是哪一個(gè)？ （）分析：的主題是自電感量現(xiàn)象中的圖像問(wèn)題，對(duì)于前面的兩個(gè)例題很難正確地描繪圖像。如果在解答：t1時(shí)刻關(guān)閉s，則在l中產(chǎn)生自電感量電動(dòng)勢(shì)，與閥a構(gòu)成閉合回路。 l中的電流根據(jù)i1化學(xué)基而減少。 方向

5、與i1一致，但a中的電流與原來(lái)的方向相反，最終減少為零，是關(guān)斷的s的瞬間。 燈a的電流比切斷前大，閃爍后熄滅。 答案是選擇d二、從給出的相關(guān)圖像分析電磁效應(yīng)過(guò)程，求出相應(yīng)的物理量rl型甲f乙托馬斯射頻信號(hào)0 4 8 12 16 20 24 2812345乙圖14例4、(2001年全國(guó)物理)如圖甲所示，一對(duì)平行且平滑的導(dǎo)軌設(shè)置在水平面上，兩導(dǎo)軌之間的距離l=0.20m，電阻R=1.0。 有的導(dǎo)體棒靜止地放在軌道上，垂直于兩軌道，棒和兩軌道的電阻可忽略，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的均勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直的軌道向下。 現(xiàn)用單外力f在軌道方向上沿拉桿使其具有均勻的加速運(yùn)動(dòng)，而側(cè)力f與時(shí)間

6、t的關(guān)系如圖14b所示。 求出活塞桿的質(zhì)量m和加速度a。分析：個(gè)本問(wèn)題的已知圖像要求利用電磁和力學(xué)知識(shí)求出相應(yīng)的物理量，處理本問(wèn)題的關(guān)鍵是審查圖像解答：導(dǎo)體桿在軌道上進(jìn)行初始速度為零的均勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)瞬時(shí)速度為v，時(shí)間為t，桿切斷磁感線產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為： E=BLv=Blat 閉合回路中的感應(yīng)電流由安培力公式和牛頓第二定律得到： F-BIl=ma、由公式得到的F=ma 小結(jié)節(jié)：圖像傾斜、切片、面積等表現(xiàn)的物理意義和物理量是重點(diǎn)分析的內(nèi)容，用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)和電路規(guī)律來(lái)解決。例5、(2000年上海，10 )如圖(a )所示，圓形線圈p在水平臺(tái)上靜止，在其正上方同一線圈q、p和q同軸懸掛

7、，在q中流過(guò)變化電流，電流的經(jīng)時(shí)變化規(guī)律如圖(b )所示. p受到的重力是gA.tl時(shí)刻、NG B.t2時(shí)刻、NGC.t3時(shí)刻、NG D.t4時(shí)刻、N=G分析：本問(wèn)題以能力為立場(chǎng)，從圖像中綜合調(diào)查分析、判斷相關(guān)物理過(guò)程，具有一定的難度。解答：難點(diǎn)在于，p、q線圈中的一個(gè)電流為零時(shí)，相互作用力為零。 答案選擇a、d鞏固練習(xí)a乙dcef1 .長(zhǎng)度相等，電阻均為r的3根金屬棒AB、CD、EF用導(dǎo)線連接，如圖所示，不考慮導(dǎo)線電阻，該裝置在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程(進(jìn)入均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面中，寬度大于AE間的距離)，AB兩端電位差u隨時(shí)間變化的圖像u型t型ou型t型ou型t型ou型t型o甲乙丙丁。2 .如下圖所

8、示，有邊界均勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為b，方向分別與紙面垂直，磁場(chǎng)寬度均為l，磁場(chǎng)區(qū)域左側(cè)有一邊相隔3個(gè)的正方形導(dǎo)線，總電阻為r，合十禮信息幀平面與磁場(chǎng)方向垂直3、(1997年上海，1，4 )吸鐵石棒從遠(yuǎn)處等速沿圓形線圈的軸線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)線圈向遠(yuǎn)處走去。 如圖10、19所示，更正確地反映線圈中的電流I與時(shí)間t的關(guān)系的是(線圈中的電流以圖示箭頭為正方向)圖3-12示出了閉合線圈置于磁場(chǎng)中并且磁感應(yīng)強(qiáng)度b的時(shí)間變化規(guī)律。圖3-13示出了能夠準(zhǔn)確地反映線圈中的感生電動(dòng)勢(shì)e的時(shí)間t變化的圖像圖3-12圖3-135、(1999年全國(guó)，12 )使強(qiáng)磁場(chǎng)均勻，磁場(chǎng)的方向規(guī)定為垂直于紙面，朝向里側(cè)的方向?yàn)檎?/p>

9、，磁場(chǎng)中有細(xì)的金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖(a )所示，使磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化，先推一推圖(b )A.E1E2、I1為逆時(shí)針?lè)较?，I2為順時(shí)針?lè)较駼.E1i0.接受到云同步的電流比f(wàn)大，進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)。隨著速度變小，電流的變化變小，但由于cd離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)(x=3l )的最小速度不比引入磁場(chǎng)時(shí)的速度小，所以在x=3l的電路中解釋?zhuān)航鉀Q這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是，由于合十禮信息幀ab在x=l和x=2l之間運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，ab離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電流iio .和f被拉走，進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)，I逐漸變小，f逐漸變小，I的變化率變小，最終cd離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的因此，在從x=2l到x=3l的區(qū)間中，在合十禮信息幀中感應(yīng)電流的i-x圖案形狀不是唯一的，而是能夠表示為3種情況.如圖(b )所示?；卮穑?(1)I0=，f=，(2)圖表如圖1055所示(1)從圖1中的位置旋轉(zhuǎn)(t=o)60圈的過(guò)程中，t、轉(zhuǎn)角=Et、回路的磁通量為=法拉第電磁效應(yīng)定律，感生電動(dòng)勢(shì)E=等速旋轉(zhuǎn)，這是最大的感應(yīng)10、解析：假設(shè)磁