2020年高考物理一轮复习 第十三单元 电磁感应 第3课时 电磁感应的图象问题课件 新人教版

电磁感应的图象问题1必备知识2关键能力第3讲1题型简述与特点(1)电磁感应中的图象问题:电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I等随时间变化的图线,即B-t图线、Φ-t图线、E-t图线和I-t图线。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,有时还常涉及感应电动势E和感应电流I等随位移x变化的图线,即E-x图线和I-x图线等。(2)特点:①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象;②由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量;③根据图象定量计算。【易错警示】(1)电磁感应中的图象定性或定量地表示出所研究问题的函数关系。(2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过物理量的正负来反映。(3)画图象时要注意纵、横坐标的单位长度定义或表达。答案1题型简述与特点D1.1(2019河南模拟)如图所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象,关于回路中产生的感应电动势,下列说法正确的是()。A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B.图乙中回路产生的感应电动势一直在增大C.图丙中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图丁中回路产生的感应电动势先减小再增大电磁感应中的图象问题题型1.分析电磁感应图象问题的思路电磁感应中的图象问题题型2.电磁感应中图象问题的分析技巧(1)对于图象选择问题常用排除法:先看方向再看大小及特殊点。(2)对于图象的描绘:先定性或定量表示出所研究问题的函数关系,注意横、纵坐标表达的物理量及各物理量的单位,画出对应物理图象(常用分段法、数学法)。(3)对图象的理解:看清横、纵坐标表示的量,理解图象的物理意义。【温馨提示】电磁感应中图象问题的分析一般有定性与定量两种方法,定性分析主要是通过确定某一物理量的方向以及大小的变化情况判断对应的图象,而定量分析则是通过列出某一物理量的函数表达式确定其图象。电磁感应中的图象问题题型答案解析【例1】一个粗细均匀、总电阻为R的矩形金属线框MNPQ,如图所示,MN的长度是NP的2倍,NP长度为L,有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,自MN边进入磁场开始线框以速度v匀速穿过磁场区域,则PQ两端的电势差UPQ随时间的关系图线为()。A楞次定律的理解和应用题型匀速运动L的过程中感应电动势E=2BLv,根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流i=𝐸𝑅=2𝐵𝐿𝑣𝑅,根据闭合电路的欧姆定律可得UPQ=13E=2𝐵𝐿𝑣3;在L~2L过程中,磁通量不变,感应电流为零,此过程UPQ=E=2BLv;在2L~3L的过程中,感应电动势E=2BLv,根据闭合电路的欧姆定律可得UPQ=23E=4𝐵𝐿𝑣3,只有A项正确。解析方法本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律和安培定则。对于楞次定律,一定要清楚是用哪只手判断感应电流方向的,也可以从两个角度理解,一个是“增反减同”,一个是“来拒去留”,对于法拉第电磁感应定律,需要灵活掌握公式,学会变通。电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题题型答案解析【变式训练1】(2018海南三校联考)如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,Ⅰ和Ⅱ之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好接触,导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同。下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是()。C电磁感应中的图象问题题型解析导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,做自由落体运动,由于导体棒在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同,说明导体棒穿过磁场的过程必定做减速运动,导体棒所受的安培力大于重力,而速度减小,产生的感应电动势减小,感应电流减小,导体棒所受的安培力减小,合力减小,则导体棒的加速度减小,v-t图象的斜率逐渐减小,且根据两个过程的相似性可知进磁场和出磁场的速度相同,C项正确,A、B、D三项错误。电磁感应中的图象问题题型答案解析【变式训练2】(2018云南昆明一模)一圆环形铝质金属圈(阻值不随温度变化)放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直于金属圈平面(纸面)向里,如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么第3s内金属圈中()。A.感应电流逐渐增大,沿逆时针方向B.感应电流恒定,沿顺时针方向C.圆环各微小段受力大小不变,方向沿半径指向圆心D.圆环各微小段受力逐渐增大,方向沿半径指向圆心D电磁感应中的图象问题题型解析从图乙中可得第3s内垂直向里的磁场均匀增大,穿过金属圈垂直向里的磁通量增大,由楞次定律可得,感应电流沿逆时针方向;根据法拉第电磁感应定律可得金属圈产生的感应电动势E=Δ𝛷Δ𝑡=𝑆Δ𝐵Δ𝑡,根据欧姆定律可知产生的感应电流I=𝐸𝑅=𝑆Δ𝐵𝑅Δ𝑡,I∝Δ𝐵Δ𝑡,第3s内磁通量的变化率恒定,所以产生的感应电流恒定,A、B两项错误;圆环各微小段受安培力,由于磁场逐渐增大,电流不变,根据公式F=BIL,可得圆环各微小段受力逐渐增大,由左手定则可判断安培力的方向沿半径指向圆心,故C项错误,D项正确。