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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 专题一：电磁感应图像问题电磁感应中常常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的 图像, 解答的基本方法 是：依据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情形,运 用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定就）判定出感应电动势和感应电流随时间或位移的变 化情形得出图像；高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难,图象问题是高考热点；【学问要点】电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量 、感应电动势E 和感应电流I 等随时间变化的图线,即 B- t 图线、 - t 图线、 E- t 图线和 I- t 图线；对于切割产生
2、的感应电动势和感应电流的情形,有时仍常涉及感应电动势和感应电流ItI 等随位移 x 变化的图线,即E-x 图线和 I- x 图线等；等图象；仍有一些与电磁感应相结合涉及的其他量的图象,例如 P- R、F- t 和电流变化率t这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像,或由给定的 有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量；1、定性或定量地表示出所讨论问题的函数关系；2、在图象中 E、I、B 等物理量的方向是通过正负值来反映；3、画图象时要留意横、纵坐标的单位长度定义或表达；【方法技巧】电磁感应中的图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否匀称,从而推知感应电动势（电流）
3、是否大小恒定,用楞次定律或右手定就判定出感应电动势（感应电流）的方向,从而确定其正负,以及在坐标中范畴；分析回路中的感应电动势或感应电流的大小,要利用法拉第电磁感应定律来分 析,有些图像仍需要画出等效电路图来帮助分析；不管是哪种类型的图像,都要留意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系,都要用 图线的斜率、截距的物理意义去分析问题；娴熟使用“ 观看 +分析 +排除法” ；一、图像挑选问题【例 1】如图,一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面对里的匀强磁场；一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直, ba 的延长线平分导线框；在 t=
4、 0 时,使导线框从图示位置开头以恒定速度沿ab 方向移动, 直到整个导线框离开磁场区域；以 i 表示导线框中感应电流的强度,a取逆时针方向为正；以下表示 i- t 关系的选项中,可能正确选项（）b【解析】：从正方形线框下边开头进入到下边完全进入过程中,线框切割磁感线的有效长度逐步增大,所以感应电流也逐步拉增大,A 项错误； 从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时,切割磁感线有效长度不变,故感应电流不变,B 项错；当正方形线框下边离开磁场,上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中,磁通量削减的稍慢,故这两个过程中感应电动势不相名师归纳总结 等,感应电流也不相等,D 项错,故正
5、确选项为C第 1 页,共 5 页求解物理图像的挑选类问题可用“ 排除法”,即排除与题目要求相违反的图像,留下正确图像；越 多 努 力1 越 多 奇 迹- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 也可用“ 对比法”,即依据题目要求画出正确草图,再与选项对比,选出正确选项；解决此类问题的关键就是把握图像特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化规律或是关键物理状态；【变形迁移】1、如下列图, 在 PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面；一导线框abcdef 位于纸面内,各邻边都相互垂直, bc 边与磁场的边界 P
6、 重合；导线框与磁场区域的尺寸如下列图；从 t=0 时刻开头,线框匀速横穿两个磁场区域；以abc def 为线框中的电动势E 的正方向,以下四个E- t 关系示意图中正确选项（tOE）3 4tOEEE1 2 1 2 3 4tO1 2 3 4tO1 2 3 4A B C D 【答案】： C2、如下列图, EOF 和 EOF为空间一匀强磁场的边界,其中 EO EO,FO FO,且 EO OF ；OO为 EOF 的角平分线, OO 间的距离为 l ；磁场方向垂直于纸面对里；一边长为 l 的正方形导线框沿 OO 方向匀速通过磁场,t=0 时刻恰好位于图示位置；规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,就
7、感应电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确选项（）【答案】：B二、作图问题【例 2】如图（ a）所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距 L=0.3m ；导轨左端连接 R0.6 的电阻,区域 abcd 内存在垂直于导轨平面 B=0.6T 的匀强磁场,磁场区域宽 D=0.2m ；细金属棒 A 1 和A 2 用长为 2D=0.4m 的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为 r =0.3 ,导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度 v =1.0m/s 沿导轨向右穿越磁场,运算从金属棒 A 1 进入磁场 （t=0）到 A 2 离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻 R 的电
8、流强度, 并在图 （b）中画出；（广东高考）越 多 努 力2 越 多 奇 迹名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【解析】：0t1（00.2s）A 1 产生的感应电动势：EBLv0.60 .31 V0.18 V电阻 R 与 A 2 并联阻值：R并Rr.02,Rr所以电阻 R 两端电压为UR 并rE0 . 072 VR 并通过电阻 R 的电流：IU0 . 072 V.012AR0 . 6t1t2（0.20.4s） E=0 ,I 2=0 ；t2t3（0.40.6s） 同理： I 3=0.12A .（c）电流随时间变化关系如图
9、（c）所示三、图像变换问题【例 3】矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面对里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如下列图；如规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向,以下选项中正确选项（）【解析】：01s 内 B 垂直纸面对里匀称增大,就由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流, 方向为逆时针方向,排除 A 、C 选项；2s3s内,B 垂直纸面对外匀称增大,同理可得线圈中产生的名师归纳总结 感应电流方向为顺时针方向,排除B 选项,所以D 正确；越 多 奇 迹第 3 页,共 5 页越 多 努 力3 - - - - - -
10、 -精选学习资料 - - - - - - - - - 四、图像分析问题【例 4】如下列图,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l =0.20m ,电阻 R=1.0 ；有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽视不计,整个装置处于磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中, 磁场方向垂直轨道面对下；现用一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F 与时间 t 的关系如下列图；求杆的质量m 和加速度 a.？【解析】：导体杆在轨道上做初速度为零的加速直线运动,用 v 表示瞬时速度,t 表示时间,就杆切割磁感线产生的感应电动势为：EBlvBlat闭合回路中的感应电流为：I
11、EFBIlmaR由安培力公式和牛顿其次定律得：2 2联立以上三式,解得：F ma B l atR在图像上取两点： （0,1）、（20,3） ,代入解方程组得：a=10m/s2 , m=0.1kg 在定性分析物理图像时,要明确图像中的横轴与纵轴所代表的物理量, 要弄清图像的物理意义,借助有关的物理概念、公式、定理和定律作出分析判定；而对物理图像定量运算时,要搞清图像所揭示的物理规律或物理量间的函数关系,并要留意物理量的 单位换算问题,要善于挖掘图像中的隐含条件,明确有关图线所包围的面积、 图像在某位置的斜率（或其肯定值） 、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义五、小心 F - t 图象 .电
12、磁感应图象中, 当属 F - t 图象最为复杂, 由于分析安培力大小时,利用的公式比较多 （F=BIL ,IE,EBLvt）；分析安培力方向时利用的判定规章也较多（右手定就、楞次定律和左手R定就）；【例 5】矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中,在外力掌握下处于静止状态,如图甲所示, 磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度 B 随时间变化的图象如图乙所示；t=0 时刻, 磁感应强度的方向垂直导线框平面对里,在 04s 时间内,导线框 ad 边所受安培力随时间变化的图象（规定向左为安培 力 的 正 方 向 ） 可 能 是（）越 多 努 力 4 越 多 奇 迹名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【错解】：B；许多同学错选B 选项,缘由是只留意到磁感应强度B 匀称变化必定感应出大小恒定的电流,却遗忘B 的大小变化也会导致安培力大小随之发生变化；F安BIL【正解】：D；前 2s 内的感应电流反向是顺时针的,后2s 内是逆时针的；前 2s：EtBSIEBSI 恒定, 又由于 B 匀称减小tRtr也匀称减小（减小至零之后连续减小即反方向匀称增加）；越 多 奇 迹后 2s：同理可分析；只有D 选项是符合题意；越 多 努 力5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页