高考物理--电磁感应中的图像问题(答案).doc

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1、第60课时　电磁感应中的图像问题(题型研究课)　　[命题者说]　电磁感应图像问题是高考常考题型，包括根据电磁感应过程判断图像的问题、根据图像求解电磁感应过程中相应物理量的问题、还有一些和图像相关的综合问题。掌握这类问题，会大大提高学生分析判断图像、综合解决图像问题的能力，并对电磁感应知识达到更加深刻的理解。(一)　根据电磁感应过程分析、判断图像考法1　导体切割磁感线运动涉及的图像　[例1]　如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以

2、某一初速度向右运动。t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列vt图像中，可能正确描述上述过程的是(　　)[解析]　导线框开始进入磁场过程，通过导线框的磁通量增大，有感应电流，进而受到与运动方向相反的安培力作用，速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，导线框的加速度减小，vt图线的斜率减小；导线框全部进入磁场后，磁通量不变，无感应电流，导线框做匀速直线运动；导线框从磁场中出来过程，有感应电流，又会受到安培力阻碍作用，速度减小，加速度减小。选项D正确。[答案]　D考法2　闭合回路中磁通量变化涉及的图像　[例2]　将

3、一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是(　　)[解析]　0～时间内，回路中产生顺时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab边所受安培力向左。～T时间内，回路中产生逆时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab边所受安培力向右，故B正确。[答案]　B　　[通法归纳]　　电磁感应图像的判断方

4、法(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向。(2)关注变化过程，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像变化相对应。(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲、直是否和物理过程对应。(4)推导出相应物理量的函数关系式，看图像与关系式是否对应。[集训冲关]1.(2017·江西联考)如图所示，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

5、间变化的图像正确的是(规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)(　　)解析：选A　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，同理，导体棒由ac运动到d的过程中，感应电流I均匀减小，方向由N到M。由左手定则可知，导体棒所受安培力始终水平向左，大小不断增大，故选项A正确。2.(多选)(2017·渭南质检)如图所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图甲中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流i

6、随时间t变化的图像如图乙所示。则在下图中可能是磁感应强度B随时间t变化的图像是(　　)解析：选BD　在0～0.5s，电流为负值，可推得磁感应强度向内增加或向外减少，选项A错误；在0.5～1.5s内，电流为正值，在这段时间内，磁感应强度向内减少或向外增加，当然也可以先是向内减少，然后是向外增加，选项C错误；在1.5～2.5s，电流为负值，可知磁感强度向内增加或向外减少，在以后的变化过程中，磁场都做周期性的变化，选项B、D都正确。(二)　根据图像分析电磁感应问题[典例]　(多选)如图所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R

7、的电阻连接。导轨上放一质量为m的金属杆，金属杆、导轨的电阻均忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，金属杆做匀速运动时的速度v也会变化，v和F的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　)A.金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动B.流过电阻R的电流方向为a→R→bC.由图像可以得出B、L、R三者的关系式为＝D.当恒力F＝3N时，电阻R消耗的最大电功率为8W[解析]　金属杆在匀速运动之前，随着运动速度的增大，由F安＝可知金属杆所受的安培力增大，由牛顿第二定律可知金属杆的加速度减小，故金属杆

8、做加速度减小的加速运动，选项A错误；由楞次定律可知，