2018届高考物理一轮复习专题电磁感应中的电路和图象问题导学案2

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1、电磁感应中的电路和图象问题考点精练考向一　电磁感应中的图象问题角度1　据电磁感应过程选择图象问题类型由给定的电磁感应过程选出正确的图象解题关键根据题意分析相关物理量的函数关系、分析物理过程中的转折点、明确“＋、－”号的含义，结合数学知识做正确的判断如图1(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　　)图1解析　由题图(b)可知c、d间的电压大小是不变化的，根据法拉第电磁感应

2、定律可判断出线圈cd中磁通量的变化率是不变的，又因已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，所以线圈ab中的电流是均匀变化的，选项C正确，A、B、D均错误。答案　C方法技巧电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断。(2016·江西联考)如图2所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方

3、形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)(　　)图2解析　由E＝BLv可知，导体棒由b运动到ac过程中，切割磁感线有效长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，由欧姆定律可知，感应电流I均匀增大。由右手定则可知，感应电流方向由M到N，由左手定则可知，导体棒所受安培力水平向左，大小不断增大，故选项A正确。答案　A角度2　据图象分析判断电磁感应过程问题类型由电

4、磁感应图象得出的物理量和规律分析求解动力学、电路等问题解题关键第一个关键是破译，即解读图象中的关键信息(尤其是过程信息)，另一个关键是转换，即有效地实现物理信息和数学信息的相互转换(2015·广东理综，35)如图3(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4m．导轨右端接有阻值R＝1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L。从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀

5、速运动，1s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v＝1m/s做直线运动，求：图3(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。解析　(1)正方形磁场的面积为S，则S＝＝0.08m2。在棒进入磁场前，回路中的感应电动势是由于磁场的变化而产生的。由B－t图象可知＝0.5T/s，根据E＝n，得回路中的感应电动势E＝S＝0.5×0.08V＝0.04V。(2)当导体棒通过bd位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大．此时感应电动势E′＝BLv＝0.5

6、×0.4×1V＝0.2V；回路中感应电流I′＝＝A＝0.2A导体棒受到的安培力F＝BI′L＝0.5×0.2×0.4N＝0.04N当导体棒通过三角形abd区域时，导体棒切割磁感线的有效长度l＝2v(t－1)　(1s≤t≤1.2s)感应电动势e＝Blv＝2Bv2(t－1)＝(t－1)V感应电流i＝＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)答案　(1)0.04V　(2)0.04Ni＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)(多选)如图4甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3Ω，边长为0.4m。金属框处于两个半径为0.1m的圆形

7、匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确是(π取3)(　　)图4A．线框中感应电流的方向是顺时针方向B．t＝0.4s时，穿过线框的磁通量为0.005WbC．经过t＝0.4s，线框中产生的热量为0.3JD．前0.4s内流过线框某截面的电荷量为0.2C解析　根据楞次定律和安培定则，线框中感应电流的方向是逆时针方向，选项A错误；0.4s时穿过线框的磁通量Φ＝Φ1－Φ2＝πr2·B1－πr2·B2＝0.055Wb，选项

8、B错误；由图乙知＝＝10T/s，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝n＝n·πr2·＝1.5V，感应电流I＝＝0.5A，0.4s内线框中产生的热量Q＝I2Rt＝0.3J，选项C