2018年高考物理专题集锦（二）：电磁感应图象问题分类讲解

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1、电磁感应图彖问题分类讲解屯磁感应的图象问题是新课标高考命题的热点问题Z-,在2012、2013、2014、2017年的全国卷中都出现了电磁感应的图象问题，探其原因是此类问题能较好的将楞次定律、法拉第电磁感应定律、动力学及功能规律有机组合，借以考查学生的推理能力、分析综合能力。所以复习时要予以重视，具体做法就是分类讲练，各个击破，如何分类？具体如下。一、利用感生类图象考查学生的推理能力【例1】（2017•山东省潍坊模拟）在如图1甲所示的电路屮，电阻R}=R2=2R,圆形金属线圈半径为厂线圈导线的电阻为R,半径为厂2（“v厂）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间

2、t变化的关系图线如图1乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为A和B,其余导线的电阻不计，闭合S至1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（）屮乙A.电容器上极板带正电B.电容器上极板带正电C.线圈两端的电压为色四】D.线圈两端的电压为如荃%%【解析】由楞次定律知圆形金属线圈内的感应电流方向为顺时针，金属线圈相当于电源，电源内部的电流从负极流向止极，则电容器的下极板带止电，上极板带负电,A项错误，B项正确；由法拉第电磁感应定律知感应电动势为£=—=—S=由闭合电路欧姆定律得感应电流为1=—-—，所AzA/R+R、+R°以线圈两端的电压C/=/（K+/?2）=丝也,C项错误,D项正确。

3、%【答案】BD【总结】解决感生类电磁感应图象问题主要掌握以下三步.⑴分清种类。如本例为B-t图象，分析时要理清磁通量变化的原因，是磁感应强度变化还是有效面积变化，对应原理为E=n—S和E=12—8^中丝是B・t图象A/A/A/中图线的斜率，若斜率不变则感应电动势是恒定。⑵找准方法。感生电动势产生的感应电流方向，一般用楞次定律结合安培定则来判定。(3)三个注意。注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零,感应电流的方向如何;注意看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应;注意观察图象的变化趋势,看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应。二、利用动生类图象考

4、查学生的分析综合能力1•平动切割类【例2】(导体框平动)如图所示,等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,直角边CF长度为2厶.现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场.戶0时刻恰好位于图示位置(即与EF在一条直线上，且C与E重合)，规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应屯流/与时间t的关系图线正确的是()BLvBLv2R【解析】如图3所示，从t二0吋刻到/="时刻，穿过闭合回路的磁通量增大，V由楞次定律可得:流过闭合回路的电流方向沿逆时针方向，结合题意和四个答案可排除答案A;当U色时，电流大小为心型；当U丝吋，且CD边刚

5、要离开磁vRv场述未离开磁场时，电流大小为i=吸,排除答案B和D。综合上面分析可得C2R项正确。【答案】C【例3】得体杆平动）（2017.T西钦州市高新区高三月考）如图甲所示，将一间距为厶=1加的U形光滑导轨（不计电阻）固定倾角为0=30。,轨道的上端与一阻值为/?=1Q的电阻相连接，整个空间存在垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B未矢U,将一-长度也为厶=1加、阻值为r=0.5Q＞质量为m=0Akg的导体棒P0垂直导轨放置（导体棒两端均与导轨接触）.再将一电流传感器按照如图甲所示的方式接入电路，其采集到的电流数据能通过计算机进行处理，得到如图乙所示的图象。假设导轨足够长，导体

6、棒在运动过程屮始终与导轨垂直。已知重力加速度g=m/s2.⑴求0.5$时定值电阻的发热功率；(2)求该磁场的磁感应强度大小B；⑶估算0〜1.2s的时间内通过传感器的电荷量以及定值电阻上所产生的热量。【解析】(1)由I・t图象可知当t=0.5s时，I=1.10A；P=I2R=1.102xl.0W=1.21W(2)由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A,稳定吋杆匀速运动，受力平衡，则有:mgsinO=BIL解得皿(3)1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的而积，由图知，总格数为130格，q=130x0.1x0.1C=1.30C由图知，1.2s末杆的电流1=1.50A由闭合

7、电路欧姆定律得互叶吆旦■肛至又l+rDt1+r1+rl+r所以：班根据能量守恒得mgxsin0=/7?v2/2+2，电路中产生的总热量为Q=mgxsinQ-mv2/2=2A7JQR=^Q/(R+r)=.65J【答案】(1)1.21W(2)1.25T.(3)1.65J【总结】解决动生类问题，主要涉及大定律。（1）楞次定律判断电流方向。当然，也可用右手定则。（2）法拉第电磁感应定律计算电动势，也可以用特例E=Blv,注意切割导体的有效长度和导体速