2020高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點專題系列(六)電磁感應(yīng)中的圖象問題學(xué)案(含解析)

1、2020高考物理一輪復(fù)習(xí)熱門專題系列(六)電磁感覺中的圖象問題教案(含分析)2020高考物理一輪復(fù)習(xí)熱門專題系列(六)電磁感覺中的圖象問題教案(含分析)12/122020高考物理一輪復(fù)習(xí)熱門專題系列(六)電磁感覺中的圖象問題教案(含分析)電磁感覺中的圖象問題熱門概括：電磁感覺是高考的熱門，圖象種類題目比許多，經(jīng)常綜合動力學(xué)、電學(xué)、能量等知識剖析判斷，現(xiàn)總結(jié)以下：1圖象種類電磁感覺中常波及磁感覺強度B、磁通量、感覺電動勢E和感覺電流I等隨時間變化的圖象，即B-t圖象、-t圖象、E-t圖象和I-t圖象。(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感覺電動勢和感覺電流的狀況，有時還常波及感覺電動勢E和感覺電流等隨位移變

2、化的圖象，即-圖象和-圖象等。電磁感覺還經(jīng)常聯(lián)合動力學(xué)、電路、能量轉(zhuǎn)變與功能關(guān)系等知識一同考察，常波及到的圖象有v-t圖象、F-t圖象、U-t圖象、q-t圖象、P-t圖象等。2兩類圖象問題由給定的電磁感覺過程選出或畫出正確的圖象。由給定的有關(guān)圖象剖析電磁感覺過程，求解相應(yīng)的物理量。3解題重點弄清初始條件、正負方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達式、出入磁場的轉(zhuǎn)折點等是解決此類問題的重點。4電磁感覺中圖象類選擇題的兩個常用方法定性地剖析電磁感覺過程中物理量的變化趨向(增大仍是減小)、變化快清除法慢(均勻變化仍是非均勻變化)，特別是剖析物理量的正負，以清除錯誤的選項依據(jù)題目所給條件定量地寫出

3、兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，而后由函數(shù)函數(shù)法關(guān)系對圖象進行剖析和判斷熱門透析圖象的選擇剖析電磁感覺過程，判斷對應(yīng)的圖象能否能將運動過程分段，共分幾段；剖析物理量的正負；定性判斷橫縱坐標(biāo)是線性關(guān)系仍是非線性關(guān)系、是正有關(guān)仍是負有關(guān)；寫出函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學(xué)剖析，如剖析斜率的變化、截距等；判斷圖象正誤。(2018全國卷)如圖，在同一平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在挨次相鄰的矩形勻強磁場地區(qū)，地區(qū)寬度均為l，磁感覺強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為3的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運動，線框中感覺電流隨時間變化的2lit正確圖線可能是()分析如圖甲，線框左端從挪動到的過程中線框左邊切割磁感線產(chǎn)

4、生的電流方向是順時針，線框右側(cè)切割磁感線產(chǎn)生的電流方向也是順時針，線框兩邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢E2Blv方向同樣，因此E2Blv，則電流為iRR，電流恒定且方向為順時針。如圖乙，再從挪動到的過程中線框左右兩邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢大小相等，方向相反，因此回路中電流大小為零。如圖丙，而后從到的過程中，線框左邊切割磁感線產(chǎn)生的電流方向是逆時針，而線框右側(cè)切割磁感線產(chǎn)生的電流方向也是逆時針，因此電流的大小為EiR2BlvR，方向是逆時針。當(dāng)線框再向左運動時，線框左右兩邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢大小相等，時回路中電流大小為零，故線框在運動過程中電流是周期性變化，故D正確。方向相反，此答案D圖象的變換要明

5、確已知圖象表示的物理規(guī)律和物理過程；依據(jù)所求的圖象和已知圖象的聯(lián)系進行圖象間的變換，對另一圖象做出正確的判斷。如圖甲，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd兩頭電壓如圖乙所示。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則以下描繪線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的選項是()分析因為線圈cd每個時間段內(nèi)兩頭電壓大小不變化，則每個時間段內(nèi)產(chǎn)生的感覺電B動勢不變，依據(jù)法拉第電磁感覺定律得：ENtS，則線圈ab中每個時間段內(nèi)電流的磁場均勻變化，正確反應(yīng)這一關(guān)系的為答案CC。故C正確，A、B、D錯誤。圖象的應(yīng)用從圖象上讀取有關(guān)信息是解題的重點，圖象是數(shù)

6、理綜合的一個重要的窗口，在運用圖象解決物理問題時，第一個重點是破譯，即解讀圖象中的重點信息特別是過程信息；另一個重點是變換，即有效地實現(xiàn)物理信息和數(shù)學(xué)信息的互相變換。(2018武漢二月調(diào)研)(多項選擇)如圖a所示，水平面內(nèi)有一圓滑金屬導(dǎo)軌，ac邊的電阻為，其余電阻均不計，ab與ac夾角為135，cd與ac垂直。將質(zhì)量為的Rm長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與ac平行。棒與ab、cd交點G、H間的距離為L，空間存在垂0直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感覺強度為B。在外力作用下，棒由GH處以初速度v0向右做1直線運動。其速度的倒數(shù)v隨位移x變化的關(guān)系如圖b所示。在棒運動L0到MN處的過程中()A導(dǎo)體棒做勻變速直

7、線運動B導(dǎo)體棒運動的時間為3L020vC流過導(dǎo)體棒的電流大小不變232D外力做的功為3BL0v03mv02R8分析依據(jù)題圖b導(dǎo)體棒運動的速度的倒數(shù)1隨位移x變化的關(guān)系可知，導(dǎo)體棒做非勻v1變速直線運動，A錯誤；依據(jù)導(dǎo)體棒運動的速度的倒數(shù)v隨位移x變化的圖線與橫軸所圍的11200面積表示時間可知，導(dǎo)體棒運動的時間為tv0v0L，B正確；依據(jù)題圖b導(dǎo)體棒22v0111100運動的速度的倒數(shù)隨位移x變化的關(guān)系圖象可得，x，解得vvL，導(dǎo)體棒切vvvLLxv0000割磁感線的有效長度LLx，依據(jù)法拉第電磁感覺定律，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感覺電0v0L0動勢EBLvBL0 x(L0 x)BL0v0，為一

8、恒量，由閉合電路歐姆定律可知，流過導(dǎo)體EBL0v0棒的電流大小IRR不變，C正確；依據(jù)能量守恒知，在棒從HG處運動到MN處的過程中，外力做的功等于電阻產(chǎn)生的熱量Q和金屬棒動能變化量的代數(shù)和，電阻產(chǎn)生的熱量Q2BLv0202300IRt0R3L3BLv，金屬棒動能變化量R202Rv2333BL0v02功為W2R8mv0，D錯誤。1v021232Ek2m22mv08mv0，即外力做的答案BC熱門集訓(xùn)1(2018東北三省四校大聯(lián)考)(多項選擇)如圖甲所示，粗細均勻的矩形金屬線框abcd固定于勻強磁場中，磁場方向垂直線框所在平面，磁感覺強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。以垂直于線框所在平面向里為磁感

9、覺強度B的正方向，則選項圖中對于ab邊的熱功率P、ab邊遇到的安培力F(以向右為正方向)隨時間t變化的規(guī)律正確的選項是()答案ADBB分析由題圖乙知，t的大小恒定，依據(jù)法拉第電磁感覺定律EntntS可知，線框中產(chǎn)生的感覺電動勢大小不變，因此感覺電流大小也不變，ab邊的熱功率2，恒PIR定不變，A正確，B錯誤；依據(jù)安培力公式FBIL，因為電流大小、ab邊長度不變，安培力大小與磁感覺強度大小成正比，依據(jù)楞次定律判斷感覺電流方向，再依據(jù)左手定章判斷安培力方向，可知C錯誤，D正確。2(2018蓉城模擬)(多項選擇)以下圖，兩圓滑平行且足夠長的直導(dǎo)軌與水平面成角傾斜擱置，磁感覺強度大小為B的勻強磁場與導(dǎo)

10、軌所在平面垂直。已知金屬棒MN能沿導(dǎo)軌自由滑動，導(dǎo)軌上端跨接一個定值電阻R，金屬棒與導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向下運動，在此過程中，以下表示金屬棒速度、加快度a、經(jīng)過電阻R的電荷量q以及v感覺電動勢E隨時間t變化關(guān)系的圖象，此中正確的選項是()答案ABD分析以金屬棒為研究對象，受力剖析以下圖，金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的過程中，產(chǎn)MN生的感覺電動勢大小為B，由閉合電路歐姆定律可知IEBLv，則金屬棒所受的安培ElvRR22sinABLvmgF力大小為FABILR，由牛頓第二定律可知金屬棒下滑的加快度大小為amB2L2v，金屬棒沿導(dǎo)軌加快下滑的過程中，加快度漸漸減小，且速度增大的愈來愈gsinm

11、R慢，故加快度減小的愈來愈慢，當(dāng)加快度減為零時，金屬棒的速度達到最大值且此時感覺電動勢最大，A、B、D正確；假定時間t內(nèi)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x，則由法拉第電磁感應(yīng)定律EBLxIEBLxtt，該過程的均勻感覺電流大小為RRt，則經(jīng)過電阻的電荷量為tBLx金屬棒的位移隨時間增大，且，因為金屬棒做加快度愈來愈小的加快運動，qIR增添得愈來愈快，經(jīng)過電阻的電荷量在相等時間內(nèi)的增添量漸漸增大，當(dāng)金屬棒勻速運動時，相等時間內(nèi)經(jīng)過電阻的電荷量相等，即均勻增添，C錯誤。(C選項也能夠從最后電荷量趨近于最大值下手剖析，因為金屬棒達到最大速度后勻速運動，仍有電荷量經(jīng)過電阻R，即經(jīng)過電阻的電荷量會連續(xù)且穩(wěn)固地增

12、大，C錯誤。)3(2018河南期末)兩個不行變形的正方形導(dǎo)體框a、b連成如圖甲所示的回路，并固定在豎直平面(紙面)內(nèi)。導(dǎo)體框a內(nèi)固定一小圓環(huán)c，a與c在同一豎直面內(nèi)，圓環(huán)c中通入如圖乙所示的電流(規(guī)定逆時針方向為電流的正方向)，導(dǎo)體框b的MN邊處在垂直紙面向外的勻強磁場中，則MN邊在勻強磁場中遇到的安培力()A01s內(nèi)，方向向下B13s內(nèi)，方向向下C35s內(nèi)，先漸漸減小后漸漸增大D第4s末，大小為零答案B分析依據(jù)i-t圖象可知，在06s內(nèi)邊都有大小恒定的電流經(jīng)過，由B可MNFIl知，安培力的大小是恒定的，C、D均錯誤；01s、35s內(nèi)電流的方向由NM；13s、56s內(nèi)電流的方向由MN，對以上狀

13、況可用左手定章判斷出MN邊的安培力方向，01s、35s內(nèi)安培力方向向上，13s、56s內(nèi)安培力方向向下，故B正確，A錯誤。4.(2019湖南六校聯(lián)考)以下圖，邊長為L的菱形由兩個等邊三角形abd和bcd構(gòu)成，三角形abd內(nèi)存在垂直紙面向外的磁感覺強度為B的勻強磁場，三角形bcd內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感覺強度也為B的勻強磁場。一個邊長為L的等邊三角形導(dǎo)線框efg在紙面內(nèi)向右勻速穿過磁場，極點e一直在直線ab上，底邊gf一直與直線dc重合。規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，在導(dǎo)線框經(jīng)過磁場的過程中，導(dǎo)線框中感覺電流隨其位移變化的圖象是()答案A分析感覺電動勢EBLEBL有v有v，電流IRR。三角形導(dǎo)線

14、框efg向右運動，依據(jù)右手定章，開始時ef切割磁感線，產(chǎn)生順時針方向的電流，大小設(shè)為I0，以下圖，在0L3的過程中，en切割磁感線產(chǎn)生順時針方向的電流，nf產(chǎn)生逆時針方向的電流，產(chǎn)生逆時em針方向的電流，切割磁感線的有效長度為L有(ennfem)cos30，跟著三角形導(dǎo)線框向右運動，L減小，感覺電流減小，當(dāng)運動到L0，感覺電流為零；在L有3時，L有3L的過程中，三角形導(dǎo)線框連續(xù)向右運動，依據(jù)幾何關(guān)系，L有(nfemen)cos30，L有漸漸變大，感覺電流變大，方向為逆時針，當(dāng)efg與bcd重合即xL時，eg邊和ef邊切割磁感線，電流大小變成2I0；L2L過程中，三角形導(dǎo)線框連續(xù)向右運動，gp切

15、割磁感線，產(chǎn)生感覺電動勢，L有g(shù)pcos30，電流方向為順時針，漸漸減小，直至所有出磁場電流為零，故A正確。(2018東北三省四市聯(lián)考)(多項選擇)以下圖，圓滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ擱置在同一水平面內(nèi)，M、P之間接必定值電阻R，金屬棒cb垂直導(dǎo)軌水平擱置，金屬棒cb及導(dǎo)軌電阻不計。整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，t0時對金屬棒施加水平向右的外力F，使金屬棒由靜止開始做勻加快直線運動。以下對于經(jīng)過金屬棒的電流i、經(jīng)過導(dǎo)軌橫截面的電荷量q、拉力F和拉力F的功率P隨時間變化的圖象中正確的選項是()答案AC分析t0時對金屬棒施加水平向右的外力，使金屬棒由靜止開始做勻加快直線運F動，設(shè)加快度為a，則金

16、屬棒的速度可表示為vat，由法拉第電磁感覺定律，切割磁感線EBLat產(chǎn)生的感覺電動勢EBLvBLat，依據(jù)閉合電路歐姆定律，金屬棒中電流iRR，與S12E時間成正比，A正確；感覺電動勢EtBt，SLxL2at，IR，qIt，12FBiLB2L2at，由牛頓聯(lián)立解得q2RBLat，B錯誤；金屬棒運動過程中所受的安培力安R第二定律，得安，解得B2L2at，正確；拉力的功率maB2L2atat，F(xiàn)FmaFmaRCPFvRD錯誤。6(2018福建質(zhì)檢)(多項選擇)以下圖，空間內(nèi)存在豎直方向的磁感覺強度為B的勻強磁場。電阻可忽視不計的金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi)，AB與CD平行且足夠長，BC與CD的夾

17、角為(90)。一根粗細均勻的圓滑導(dǎo)體棒EF垂直于CD擱置，在外力F的作用下以垂直于自己的速度v向右勻速運動。若以導(dǎo)體棒經(jīng)過C點時為計時起點，則電路中的電流大小I、外力F、耗費的電功率P、導(dǎo)體棒EF兩點間的電勢差U隨時間t的變化規(guī)律的圖象中，正確的選項是()答案BC分析設(shè)金屬棒的速度為v，則在從開始至抵達B的運動過程中有效切割長度為：LLvttanvttan；設(shè)金屬棒橫截面積為S，電阻率為，則回路中電阻為：RSS，BLvBvS因此回路中的電流為：IR，為定值；在走開B以后，導(dǎo)體棒的電阻及切割磁感線產(chǎn)生的感覺電動勢的大小與抵達B點時的均同樣，則感覺電流也同樣，故電流的大小向來不變，故A錯誤。勻速運動時外力和安培力均衡，從開始計時至抵達B的過程中，F(xiàn)FABILBIvttan；當(dāng)EF在兩個導(dǎo)軌之間的距離不變時，拉力FBIL為定值，故B正確。導(dǎo)2體棒在抵達B以前耗費的電功率為PI2RIvtant，進入BA段此后電阻和電流均不變，S電功率不變，故C正確。導(dǎo)體棒EF兩點間的電勢差是BL0v，L0為EF的長，故EF兩點間的電勢差一直不變，故D錯誤。7(2018安徽江南十校3月檢測)以下圖，有兩個相鄰的有界勻強磁場地區(qū)，磁感應(yīng)強度的大小均為B，磁場方向相反，且與紙面垂直。兩個磁場地區(qū)在x軸方向?qū)挾染鶠閍，在y軸方向足夠?qū)挕，F(xiàn)有一個菱形導(dǎo)線框abcd，ac長為2a，從圖示地點開始向右勻速