高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題八電磁感應(yīng)中的圖象和電路問(wèn)題精講深剖1102373

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1、專(zhuān)題八 電磁感應(yīng)中的圖象和電路問(wèn)題【專(zhuān)題解讀】1.本專(zhuān)題是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定電流、電磁感應(yīng)等觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用，高考常以選擇題的形式命題2學(xué)好本專(zhuān)題，可以極大的培養(yǎng)同學(xué)們數(shù)形結(jié)合的推理能力和電路分析能力，針對(duì)性的專(zhuān)題強(qiáng)化，可以提升同學(xué)們解決數(shù)形結(jié)合、電路分析的信心3用到的知識(shí)有：左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、函數(shù)圖象等考點(diǎn)精講考向一電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題1題型簡(jiǎn)述：借助圖象考查電磁感應(yīng)的規(guī)律，一直是高考的熱點(diǎn)，此類(lèi)題目一般分為兩類(lèi)：(1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出正確的圖象；(2)由給定的圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，定性或定量求解相應(yīng)的物理量或

2、1出其他圖象常見(jiàn)的圖象有Bt圖、Et圖、it圖、vt圖及Ft圖等2解題關(guān)鍵弄清初始條件、正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵3解決圖象問(wèn)題的一般步驟(1)明確圖象的種類(lèi)，即是Bt圖還是t圖，或者Et圖、It圖等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫(xiě)出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；(6)畫(huà)圖象或判斷圖象4求解電磁感應(yīng)圖象類(lèi)選擇題的兩種常用方法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變

3、化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象進(jìn)行分析和判斷【例1】 (多選)如圖1所示，電阻不計(jì)、間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是FF0kv(F0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為F安，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流

4、的功率為P，它們隨時(shí)間t變化圖象可能正確的有()圖1【答案】BC方法總結(jié)電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的分析技巧1對(duì)于圖象選擇問(wèn)題常用排除法：先看方向再看大小及特殊點(diǎn)2對(duì)于圖象的描繪：先定性或定量表示出所研究問(wèn)題的函數(shù)關(guān)系，注意橫、縱坐標(biāo)表達(dá)的物理量及各物理量的單位，畫(huà)出對(duì)應(yīng)物理圖象(常有分段法、數(shù)學(xué)法)3對(duì)圖象的理解：看清橫、縱坐標(biāo)表示的量，理解圖象的物理意義階梯練習(xí)1如圖2(a)，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線圈cd間電壓如圖(b)所示已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是()圖2【答案】C2(多選

5、)如圖3甲所示，光滑絕緣水平面，虛線MN的右側(cè)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN的左側(cè)有一質(zhì)量為m0.1 kg的矩形線圈bcde，bc邊長(zhǎng)L10.2 m，電阻R2 .t0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1 s，線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過(guò)1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示則()圖3A恒定拉力大小為0.05 NB線圈在第2 s內(nèi)的加速度大小為1 m/s2C線圈be邊長(zhǎng)L20.5 mD在第2 s內(nèi)流過(guò)線圈的電荷量為0.2 C【答案】ABD3如圖4所示，一

6、直角三角形金屬框，向左勻速地穿過(guò)一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域，該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同，且金屬框的下邊與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊在一直線上若取順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，則金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是()圖4【答案】C【解析】在金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，金屬框切割磁感線的有效長(zhǎng)度線性增大，排除A、B；在金屬框出磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍饘倏蚯懈畲鸥芯€的有效長(zhǎng)度線性減小，排除D，故C正確考向二電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題1題型簡(jiǎn)述：在電磁感應(yīng)問(wèn)題中，切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電源，該部分導(dǎo)

7、體或線圈與其他電阻、燈泡、電容器等用電器構(gòu)成了電路在這類(lèi)問(wèn)題中，常涉及計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小、計(jì)算導(dǎo)體兩端電壓、通過(guò)導(dǎo)體的電流、產(chǎn)生的電熱等2解決電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的“三部曲” 注意“等效電源”兩端的電壓指的是路端電壓，而不是電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)壓降【例2】(多選)如圖5(a)所示，一個(gè)電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)在0至t1時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()圖5AR1中電流的方向由a到b通

8、過(guò)R1B電流的大小為C線圈兩端的電壓大小為D通過(guò)電阻R1的電荷量為關(guān)鍵詞向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；B隨時(shí)間t變化【答案】BD方法總結(jié)電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的分析一般有定性與定量?jī)煞N方法，定性分析主要是通過(guò)確定某一物理量的方向以及大小的變化情況判斷對(duì)應(yīng)的圖象，而定量分析則是通過(guò)列出某一物理量的函數(shù)表達(dá)式確定其圖象階梯練習(xí)4(多選)如圖6所示，在豎直方向上有四條間距均為L(zhǎng)0.5 m的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1、L2之間和L3、L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1 T，方向垂直于紙面向里現(xiàn)有一矩形線圈abcd，長(zhǎng)度ad3L，寬度cdL，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為1 ，將其從圖示位置由靜止釋放 (

9、cd邊與L1重合)，cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終處于豎直方向，cd邊水平(g取10 m/s2)則()圖6Acd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)通過(guò)線圈的電荷量為0.5 CBcd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)的速度大小為4 m/sCcd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L2和L4的時(shí)間間隔為0.25 sD線圈從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L4過(guò)程，線圈產(chǎn)生的熱量為0.7 J【答案】BD 5.如圖7所示，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過(guò)程中()APQ中電流先增大后減小BPQ兩端電壓先減小后增大CPQ上拉力的功率先減小后增大D線框消耗的電功率先減小后增大【答案】C- 7 -