2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 小專題7 電磁感應(yīng)中的圖象問題課件.ppt

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小專題7 電磁感應(yīng)中的圖象問題 1 解決圖象問題的一般步驟 1 明確圖象的種類 即是B t圖還是 t圖 或者E t圖 I t圖等 2 分析電磁感應(yīng)的具體過程 3 用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系 4 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律 歐姆定律 牛頓運動定律等 知識寫出函數(shù)關(guān)系式 5 根據(jù)函數(shù)關(guān)系式 進(jìn)行數(shù)學(xué)分析 如分析斜率的變化 截距等 6 畫圖象或判斷圖象 2 電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常用方法 突破1 F安 t圖象 典題1 矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強磁場中 在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖Z7 1甲所示 磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直 磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖象如圖乙所示 t 0時刻 磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里 在0 4s時間內(nèi) 導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象 規(guī)定向左為安培力 正方向 可能是下面選項中的 甲 乙 圖Z7 1 A B C D 解析 0 1s內(nèi) 導(dǎo)線框中磁通量減小 根據(jù)楞次定律 導(dǎo)線框的面積有增大的趨勢 則ad邊受安培力向左為正值 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知 該段時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為定值 但由于B減小 則F安減小 故A B錯誤 1 2s內(nèi) 磁通量增加 根據(jù)楞次定律 導(dǎo)線框面積有減小的趨勢 ad邊受安培力向右為負(fù)值 故C錯誤 D正確 答案 D 考點突破1 2017年江西南昌十所省重點中學(xué)二模 如圖Z7 2甲所示 光滑的導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中 軌道左側(cè)連接一定值電阻R 導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌 導(dǎo)體和軌道的電阻不計 導(dǎo)體棒ab在水平外力的作用下運動 外力F隨t變化如圖乙所示 在0 t0時間內(nèi)從靜止開始做勻加速直線 運動 則在t0以后 導(dǎo)體棒ab運動情況為 乙 甲圖Z7 2A 一直做勻加速直線運動B 做勻減速直線運動 直到速度為零C 先做加速 最后做勻速直線運動D 一直做勻速直線運動答案 C 突破2 v t圖象 典題2 如圖Z7 3所示 矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強磁場上方 由不同高度靜止釋放 用t1 t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時刻 線框下落過程形狀不變 ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO 平行 線框平面與磁場方向垂直 設(shè)OO 下方磁場區(qū)域足夠大 不計空氣影響 則下列哪一個圖象不可 能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律 圖Z7 3 A B C D 解析 由題意可知 線框先做自由落體運動 最終做勻加速直線運動 若ab邊剛進(jìn)入磁場時 速度較小 線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小 線框所受安培力小于重力 則線圈進(jìn)入磁場的過程做加速度逐漸減小的加速運動 圖象C有可能 若線框進(jìn)入磁場時的速度較大 線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大 線框所受安培力大于重力 則線框進(jìn)入磁場時做加速度逐漸減小的減速運動 圖象B有可能 若線框進(jìn)入磁場時的速度合適 線框所受安培力等于重力 則線框勻速進(jìn)入磁場 圖象D有可能 由分析可知選A 答案 A 考點突破2 多選 2017年河南鄭州質(zhì)檢 如圖Z7 4所示 在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框abcd 鋁框的質(zhì)量為m 電阻為R 斜面上ef與gh兩線間有垂直于斜面向上的勻強磁場 ef gh pq ab eh bc 如果鋁框從磁場上方斜面上的某一位置由靜止開始運動 則下列表示鋁框從開始運動到ab邊到達(dá)gh線這一過程中的速度與時間關(guān)系的圖象 可能正確的有 圖Z7 4 A B C D 答案 AD 突破3 E t圖象 典題3 在豎直向上的勻強磁場中 水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈 規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖Z7 5甲所示 當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t如圖乙變化時 下列 選項中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是 甲 乙 圖Z7 5 AC BD 解析 根據(jù)楞次定律得 0 1s內(nèi) 感應(yīng)電流為正方向 1 3s內(nèi) 無感應(yīng)電流 3 5s內(nèi) 感應(yīng)電流為負(fù)方向 再由法拉第電磁感應(yīng)定律得 0 1s內(nèi)的感應(yīng)電動勢為3 5s內(nèi)的2倍 故A正確 答案 A 考點突破3 2016年湖北七校大聯(lián)考 如圖Z7 6所示 平行于y軸的長為2R的導(dǎo)體棒以速度v向右做勻速運動 經(jīng)過由兩個半徑均為R的半圓和中間一部分長為2R 寬為R的矩形組合而成的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域 下列選項中 能正確表示導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢E與導(dǎo)體棒運動時底端橫坐標(biāo)x 關(guān)系的圖象是 圖Z7 6 AC BD 答案 A 突破4 i t圖象 典題4 如圖Z7 7所示 一個有矩形邊界的勻強磁場區(qū)域 磁場方向垂直于紙面向里 一個三角形閉合導(dǎo)線框 由位置1 左 沿紙面勻速運動到位置2 右 取線框剛到達(dá)磁場邊界的時刻為計時起點 t 0 規(guī)定逆時針方向為電流的正方向 則下圖 中能正確反映線框中電流與時間關(guān)系的是 圖Z7 7 A B C D 解析 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場過程中 磁通量增大 由楞次定律可知 感應(yīng)電流方向為逆時針方向 即正方向 可排除B C選項 由E Blv可知 導(dǎo)線框進(jìn)出磁場過程中 切割磁感線的有效長度為導(dǎo)線框與磁場邊界交點的連線 故進(jìn) 出磁場過程中 等效長度l先增大后減小 故感應(yīng)電動勢先增大后減小 由歐姆定律可知 感應(yīng)電流也是先增大后減小的 故A項正確 D項錯誤 答案 A 方法技巧 對于導(dǎo)體框切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)的圖象問題 應(yīng)弄清導(dǎo)體框中充當(dāng)電源的部分 注意有效切割長度 由閉合電路歐姆定律判斷出感應(yīng)電流的變化及解析式 從而判斷出電流隨時間變化的關(guān)系 考點突破4 2016年廣東揭陽二模 如圖Z7 8所示 有一個邊界為正三角形的勻強磁場區(qū)域 邊長為a 磁感應(yīng)強度 于紙面沿著磁場區(qū)域的軸線勻速穿越磁場區(qū)域 導(dǎo)體框中感應(yīng)電流的正方向為逆時針方向 以導(dǎo)體框剛進(jìn)入磁場時為t 0時 刻 則導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是 圖Z7 8 AC BD 答案 D 突破5 電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合 典題5 如圖Z7 9所示 有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域 磁感應(yīng)強度的大小均為B 磁場方向相反 且與紙面垂直 磁場區(qū)域在x軸方向?qū)挾染鶠閍 在y軸方向足夠?qū)?現(xiàn)有一高為a的正三角形導(dǎo)線框從圖示位置開始向右勻速穿過磁場區(qū)域 若以逆時針方向為電流的正方向 在下列各圖中 線框中感應(yīng) 電流i與線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是 圖Z7 9 A B C D 解析 根據(jù)楞次定律 進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流為正方向 而出磁場時 感應(yīng)電流同樣也為正方向 B D錯誤 而在從第 個磁場進(jìn)入第 個磁場的過程中 感應(yīng)電動勢大小逐漸增大 剛要完全進(jìn)入到第 個磁場中時恰好達(dá)到最大 因此C正確 A錯誤 答案 C 方法技巧 如果電路中有兩個電源 要弄明白兩個電源是串聯(lián)還是并聯(lián) 串聯(lián)時的總電動勢是等于兩電動勢的和還是差 考點突破5 將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90 的扇形導(dǎo)線框OMN 其中OM ON R 圓弧MN的圓心為O點 將導(dǎo)線框的O點置于如圖Z7 10所示的直角坐標(biāo)系的原點 其中第二和第四象限存在垂直于紙面向里的勻強磁場 其磁感應(yīng)強度大小為B 第三象限存在垂直于紙面向外的勻強磁場 磁感應(yīng)強度大小為2B 從t 0時刻開始讓導(dǎo)線框以O(shè)點為圓心 以恒定的角速度 沿逆時針方向做勻速圓周運動 假定沿ONM方向的電流為正 則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是 圖Z7 10 A B C D 答案 B 突破6 綜合圖象 典題6 多選 2016年四川卷 如圖Z7 11所示 電阻不計 間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B 方向豎直向下的勻強磁場中 導(dǎo)軌左端接一定值電阻R 質(zhì)量為m 電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上 受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動 外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F F0 kv F0 k是常量 金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好 金屬棒中感應(yīng)電流為i 受到的安培力大小為FA 電阻R兩端的電壓為UR 感應(yīng)電流的功率為P 它們隨時間t的變化 圖象可能正確的有 圖Z7 11 A B C D 2 若k B2l2R r F合隨v增大而增大 即a隨v增大而增大 說明金屬棒在做加速度增大的加速運動 根據(jù)四個物理量與速度的關(guān)系可知B選項符合 3 若k B2l2R r F合隨v增大而減小 即a隨v增大而減小 說明金屬棒在做加速度減小的加速運動 直到加速度減小為0后金屬棒做勻速直線運動 根據(jù)四個物理量與速度關(guān)系可知C選項符合 答案 BC 考點突破6 多選 2017年寧夏石嘴山高三期末 如圖Z7 12甲所示 光滑平行金屬導(dǎo)軌MN PQ所在平面與水平面成 角 M P兩端接一電阻R 整個裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中 t 0時對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F 使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動 金屬棒電阻為r 導(dǎo)軌電阻忽略不計 已知通過電阻R的感應(yīng)電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示 下列關(guān)于金屬棒運動速度v 外力F 流過R 的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率 t 隨時間變化的圖象 正確的是 甲 乙 圖Z7 12 A B C D 答案 AB