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新课标高考物理总复习课件:第60课时 电磁感应中的图像问题(题型研究课)


第 60 课时 [命题者说] 电磁感应中的图像问题(题型研究课) 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] T 0~ 时间内,回路中产生顺时针方向、大小不变的 2 T 感应电流,根据左手定则可以判定 ab 边所受安培力向左。 ~T 2 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 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: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。 答案:A 2

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