第十章 能力課1

1、高考模擬演練高考模擬演練能力課能力課1電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題高考模擬演練高考模擬演練電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題角度角度1據(jù)電磁感應過程選擇圖象據(jù)電磁感應過程選擇圖象問題類型問題類型由給定的電磁感應過程選出正確的圖象由給定的電磁感應過程選出正確的圖象解題關鍵解題關鍵根據(jù)題意分析相關物理量的函數(shù)關系、分析物理根據(jù)題意分析相關物理量的函數(shù)關系、分析物理過程中的轉折點、明確過程中的轉折點、明確“、”號的含義，結號的含義，結合數(shù)學知識做正確的判斷合數(shù)學知識做正確的判斷高考模擬演練高考模擬演練圖圖1高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練解析解析由題圖由

2、題圖(b)可知可知c、d間的電壓大小是不變化的，根據(jù)法拉間的電壓大小是不變化的，根據(jù)法拉第電磁感應定律可判斷出線圈第電磁感應定律可判斷出線圈cd中磁通量的變化率是不變的，中磁通量的變化率是不變的，又因已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，所以線圈又因已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，所以線圈ab中的電流是均勻變化的，選項中的電流是均勻變化的，選項C正確，正確，A、B、D均錯誤。均錯誤。答案答案C高考模擬演練高考模擬演練電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法(1)排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的

3、變化趨勢(增增大還是減小大還是減小)、變化快慢、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化均勻變化還是非均勻變化)，特別是，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項。物理量的正負，排除錯誤的選項。(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖象作出分析和判斷。函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖象作出分析和判斷。方法技巧方法技巧高考模擬演練高考模擬演練圖圖2高考模擬演練高考模擬演練解析解析由由EBLv可知，導體棒由可知，導體棒由b運動到運動到ac過程中，切割磁感過程中，切割磁感線有效長度線有效長度L均勻增大，感應電動勢均勻增大，感

4、應電動勢E均勻增大，由歐姆定律可均勻增大，由歐姆定律可知，感應電流知，感應電流I均勻增大。由右手定則可知，感應電流方向由均勻增大。由右手定則可知，感應電流方向由M到到N，由左手定則可知，導體棒所受安培力水平向左，大小不，由左手定則可知，導體棒所受安培力水平向左，大小不斷增大，故選項斷增大，故選項A正確。正確。答案答案A高考模擬演練高考模擬演練角度角度2據(jù)圖象分析判斷電磁感應過程據(jù)圖象分析判斷電磁感應過程問題類型問題類型由電磁感應圖象得出的物理量和規(guī)律分析求由電磁感應圖象得出的物理量和規(guī)律分析求解動力學、電路等問題解動力學、電路等問題解題關鍵解題關鍵第一個關鍵是破譯，即解讀圖象中的關鍵信第一個關

5、鍵是破譯，即解讀圖象中的關鍵信息息(尤其是過程信息尤其是過程信息)，另一個關鍵是轉換，即，另一個關鍵是轉換，即有效地實現(xiàn)物理信息和數(shù)學信息的相互轉換有效地實現(xiàn)物理信息和數(shù)學信息的相互轉換高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練圖圖3(1)棒進入磁場前，回路中的電動勢棒進入磁場前，回路中的電動勢E；(2)棒在運動過程中受到的最大安培力棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流區(qū)域時電流i與時間與時間t的關系式。的關系式。高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練答案答案(1)0.04 V(2)0.04 Ni(t1)A(1 st1.2 s)高

6、考模擬演練高考模擬演練圖圖4高考模擬演練高考模擬演練A線框中感應電流的方向是順時針方向線框中感應電流的方向是順時針方向Bt0.4 s時，穿過線框的磁通量為時，穿過線框的磁通量為0.005 WbC經(jīng)過經(jīng)過t0.4 s，線框中產(chǎn)生的熱量為，線框中產(chǎn)生的熱量為0.3 JD前前0.4 s內(nèi)流過線框某截面的電荷量為內(nèi)流過線框某截面的電荷量為0.2 C高考模擬演練高考模擬演練答案答案CD高考模擬演練高考模擬演練角度角度3圖象的描繪圖象的描繪問題類型問題類型由題目給出的電磁感應現(xiàn)象畫出所求物理量由題目給出的電磁感應現(xiàn)象畫出所求物理量的圖象的圖象解題關鍵解題關鍵由題目給出的電磁感應過程結合所學物理規(guī)由題目給出

7、的電磁感應過程結合所學物理規(guī)律求出所求物理量的函數(shù)關系式，然后在坐律求出所求物理量的函數(shù)關系式，然后在坐標系中做出相對應的圖象標系中做出相對應的圖象高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練圖圖5圖圖6(1)求金屬桿求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢E及運動到及運動到x0.8 m處電勢差處電勢差UCD；(2)推導金屬桿推導金屬桿CD從從MN處運動到處運動到P點過程中拉力點過程中拉力F與位置坐標與位置坐標x的關系式，并在圖的關系式，并在圖6中畫出中畫出Fx關系圖象；關系圖象；(3)求金屬桿求金屬桿CD從從MN處運動到處運動到P點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。點的全過程

8、產(chǎn)生的焦耳熱。高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練答案答案(1)1.5 V0.6 V(2)F12.53.75x(0 x2)圖象見解析圖象見解析(3)7.5 J高考模擬演練高考模擬演練圖圖7高考模擬演練高考模擬演練(1)推導推導MN在在CDE上滑動過程中，回路中的感應電動勢上滑動過程中，回路中的感應電動勢E與時間與時間t的關系表達式；的關系表達式；(2)在運動學中我們學過：通過物體運動速度和時間的關系圖線在運動學中我們學過：通過物體運動速度和時間的關系圖線可以求出物體運動的位移可以求出物體運動的位移x，如圖乙中物體在，如圖乙中物體在0t0時間內(nèi)的位移時間內(nèi)的位

9、移在數(shù)值上等于梯形在數(shù)值上等于梯形Ov0Pt0的面積。請你通過類比推導的面積。請你通過類比推導MN在在CDE上滑動過程中，上滑動過程中，MN所受安培力所受安培力F安安與與MN的位移的位移x的關系表達式，的關系表達式，并畫出并畫出F安安與與x的關系圖線。的關系圖線。高考模擬演練高考模擬演練甲甲高考模擬演練高考模擬演練乙乙高考模擬演練高考模擬演練1電磁感應中常見的圖象問題電磁感應中常見的圖象問題規(guī)律方法規(guī)律方法圖象圖象類型類型隨時間變化的圖象，如隨時間變化的圖象，如Bt圖象、圖象、t圖象、圖象、Et圖圖象、象、It圖象圖象隨位移變化的圖象，如隨位移變化的圖象，如Ex圖象、圖象、Ix圖象圖象(所以要

10、先所以要先看坐標軸：哪個物理量隨哪個物理量變化要弄清看坐標軸：哪個物理量隨哪個物理量變化要弄清)問題問題類型類型(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖象(畫畫圖象的方法圖象的方法)(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量物理量(用圖象用圖象)高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練2.處理圖象問題要做到處理圖象問題要做到“四明確、一理解四明確、一理解”高考模擬演練高考模擬演練電磁感應中的電路問題電磁感應中的電路問題高考模擬演練高考模擬演練 (1)導體棒勻速轉動的方向；導體棒勻速轉動

11、的方向； (2)P、Q間電場強度間電場強度E的大??；的大??；(3)小球通過小球通過N點時對細線拉力點時對細線拉力T的大小。的大小。圖圖8高考模擬演練高考模擬演練解析解析 (1)依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動，依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動，故小球受到電場力的方向水平向右，故小球受到電場力的方向水平向右，P板帶正電，板帶正電，Q板帶負電。板帶負電。由右手定則可知，導體棒由右手定則可知，導體棒a順時針轉動。順時針轉動。 (2)導體棒導體棒a轉動切割磁感線，由法拉第電磁感應定律得電動勢轉動切割磁感線，由法拉第電磁感應定律得電動勢大小大小高考模擬演練高考模擬演練高考模擬

12、演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練【拓展延伸】【拓展延伸】若將【模擬示例若將【模擬示例4】“銅環(huán)電阻不計銅環(huán)電阻不計”改為改為“銅環(huán)的總電阻銅環(huán)的總電阻為為2r”，求，求P、Q間的最小電壓。間的最小電壓。高考模擬演練高考模擬演練方法技巧方法技巧高考模擬演練高考模擬演練圖圖9高考模擬演練高考模擬演練A導體棒導體棒ab中電流的流向為由中電流的流向為由b到到aBcd兩端的電壓為兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為兩端的電壓為1 V高考模擬演練高考模擬演練答案答案BD高考模擬演練高考模擬演練1(2013新課標全國卷新課標全國卷，16)如圖如圖10，在光滑水平桌

13、面上有，在光滑水平桌面上有一邊長為一邊長為L、電阻為、電阻為R的正方形導線框；在導線框右側有一寬的正方形導線框；在導線框右側有一寬度為度為d(dL)的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線框的一的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導線框以某一初速度向右運動。邊平行，磁場方向豎直向下。導線框以某一初速度向右運動。t0時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導線框進時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導線框進入并通過磁場區(qū)域。下列入并通過磁場區(qū)域。下列vt圖象中，可能正確描述上述過圖象中，可能正確描述上述過程的是程的是()高考模擬演練高考模擬演練圖圖10高考模擬演練

14、高考模擬演練解析解析導線框開始進入磁場過程，通過導線框的磁通量增大，導線框開始進入磁場過程，通過導線框的磁通量增大，有感應電流，進而受到與運動方向相反的安培力作用，速度減有感應電流，進而受到與運動方向相反的安培力作用，速度減小，感應電動勢減小，感應電流減小，安培力減小，導線框的小，感應電動勢減小，感應電流減小，安培力減小，導線框的加速度減小，加速度減小，vt圖線的斜率減??；導線框全部進入磁場后，圖線的斜率減??；導線框全部進入磁場后，磁通量不變，無感應電流，導線框做勻速直線運動；導線框從磁通量不變，無感應電流，導線框做勻速直線運動；導線框從磁場中出來過程，有感應電流，又會受到安培力阻礙作用，速磁

15、場中出來過程，有感應電流，又會受到安培力阻礙作用，速度減小，加速度減小。選項度減小，加速度減小。選項D正確。正確。答案答案D高考模擬演練高考模擬演練2(2016四川理綜，四川理綜，7)(多選多選)如圖如圖11所示，電阻不計、間距為所示，電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B、方向豎直、方向豎直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R。質量為。質量為m、電、電阻為阻為r的金屬棒的金屬棒MN置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力力F的作用由靜止開始運動，外力的作用

16、由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度與金屬棒速度v的關系是的關系是FF0kv(F、k是常量是常量)，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應電流為金屬棒中感應電流為i，受到的安培力大小為，受到的安培力大小為FA，電阻，電阻R兩端兩端的電壓為的電壓為UR，感應電流的功率為，感應電流的功率為P，它們隨時間，它們隨時間t變化圖象可變化圖象可能正確的有能正確的有()高考模擬演練高考模擬演練圖圖11高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練高考模擬演練答案答案BC高考模擬演練高考模擬演練3(2017濰坊聯(lián)考濰坊聯(lián)考)兩個不可形變的正方形導體框兩個不可

17、形變的正方形導體框a、b連成如圖連成如圖12甲所示的回路，并固定在豎直平面甲所示的回路，并固定在豎直平面(紙面紙面)內(nèi)。導體框內(nèi)。導體框a內(nèi)固內(nèi)固定一小圓環(huán)定一小圓環(huán)c，a與與c在同一豎直面內(nèi)，圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，圓環(huán)c中通入如圖乙所中通入如圖乙所示的電流示的電流(規(guī)定逆時針方向為電流的正方向規(guī)定逆時針方向為電流的正方向)，導體框，導體框b的的MN邊處在垂直紙面向外的勻強磁場中，則邊處在垂直紙面向外的勻強磁場中，則MN邊在勻強磁場中邊在勻強磁場中受到的安培力受到的安培力()圖圖12高考模擬演練高考模擬演練A01 s內(nèi)，方向向下內(nèi)，方向向下B13 s內(nèi)，方向向下內(nèi)，方向向下C35 s內(nèi)，先逐漸減

18、小后逐漸增大內(nèi)，先逐漸減小后逐漸增大D第第4 s末，大小為零末，大小為零解析解析根據(jù)根據(jù)it圖象可知，在圖象可知，在06 s內(nèi)內(nèi)MN邊都有大小恒定的電邊都有大小恒定的電流通過，由流通過，由FBIl可知，安培力的大小是恒定的，選項可知，安培力的大小是恒定的，選項C、D均均錯；錯；01 s、35 s內(nèi)電流的方向由內(nèi)電流的方向由NM；13 s、56 s內(nèi)電內(nèi)電流的方向由流的方向由MN，對以上情況可用左手定則判斷出，對以上情況可用左手定則判斷出MN邊的安邊的安培力方向，培力方向，01 s、35 s內(nèi)安培力方向向上，內(nèi)安培力方向向上，13 s、56 s內(nèi)內(nèi)安培力方向向下，故選項安培力方向向下，故選項B正確、正確、A錯誤。錯誤。答案答案B高考模擬演練高考模擬演練4在同一水平面中的光滑平行導軌在同一水平面中的光滑平行導軌P、Q相距相距L1 m，導軌左，導軌左端接有如圖端接有如圖13所示的電路，其中水平放置的平行板電容器兩所示的電路，其中水平放置的平行板電容器兩極板極板M、N間距離間距離d