2022年高二物理《電磁感應(yīng)中的圖像問題》教案

2022年高二物理電磁感應(yīng)中的圖像問題教案A圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變B圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一直在變大C圖中，回路在0t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢小于在t1t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢D圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢先變小再變大二、思想方法題組4粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場，如下圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是()5如圖4甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在0t時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是()圖4一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路(1)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)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻(r)(2)除電源外其余部分是外電路2解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向(2)畫等效電路圖(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解3與上述問題相關(guān)的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)(1)電源電動(dòng)勢：En或EBlv.(2)閉合電路歐姆定律：I.部分電路歐姆定律：I.電源的內(nèi)電壓：U內(nèi)Ir.電源的路端電壓：U外IREIr.(3)消耗功率：P外IU，P總IE.(4)通過導(dǎo)體的電荷量：qItn.【例1】 (xx·廣東單科·18)如圖5(a)所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L0.3 m，導(dǎo)軌左端連接R0.6 的電阻區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向外、B0.6 T的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域?qū)扗0.2 m細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r0.3 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)使金屬棒以恒定速度v1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(t0)到A2離開磁場的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖1(b)中畫出圖5二、電磁感應(yīng)中的圖象問題1圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手定則、安培定則和左手定則，還有與之相關(guān)的電路知識(shí)和力學(xué)知識(shí)等2對于圖象問題，搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系、變化范圍、初始條件、斜率的物理意義等，往往是解題的關(guān)鍵3解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者Et圖象、It圖象等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(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)畫圖象或判斷圖象【例2】圖6 (xx·山東·22)如圖6所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直先由靜止釋放c，c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動(dòng)能，xc、xd分別表示c、d相對釋放點(diǎn)的位移下列圖中正確的是()規(guī)范思維圖7【例3】 (xx·上海單科)如圖7所示，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度均為L.邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是圖()規(guī)范思維【基礎(chǔ)演練】1用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖8所示在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()圖8AUa<Ub<Uc<Ud BUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UcUd DUb<Ua<Ud<Uc2一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖9甲所示設(shè)垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，垂直于紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)線圈中順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正，逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為負(fù)已知圓形線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，則線圈所處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是下圖中哪一個(gè)()圖93如圖10甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，在外力控制下靜止不動(dòng)，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里在04 s時(shí)間內(nèi)，線框ab邊受安培力隨時(shí)間變化的圖象(力的方向規(guī)定以向左為正方向)可能是下圖中的()圖104如圖11所示，圓環(huán)a和圓環(huán)b的半徑之比為21，兩環(huán)用同樣粗細(xì)、同種材料制成的導(dǎo)線連成閉合回路，連接兩環(huán)的導(dǎo)線電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率恒定則在a、b環(huán)分別單獨(dú)置于磁場中的兩種情況下，M、N兩點(diǎn)的電勢差之比為()圖11A41 B14 C21 D12圖125(xx·山東泰安二模)如圖12所示，邊長為2l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)邊長為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直，導(dǎo)線框和虛線框的對角線重合從t0開始，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向移動(dòng)進(jìn)入磁場，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域用I表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流，取逆時(shí)針方向?yàn)檎齽t下列表示It關(guān)系的圖線中，可能正確的是()6(xx·江蘇·5)如圖13所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好t0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度下列圖象正確的是()圖13題號(hào)123456答案圖147(xx·四川·24)如圖14所示，間距l(xiāng)0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B10.4 T、方向豎直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場電阻R0.3 、質(zhì)量m10.1 kg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m20.05 kg的小環(huán)已知小環(huán)以a6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8.求(1)小環(huán)所受摩擦力的大小；(2)Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率【能力提升】8兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行放置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖15所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值也為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為x的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：圖15(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；(2)電容器所帶的電荷量q.9(xx·江蘇省泰州市模擬)如圖16甲所示，質(zhì)量m6.0×103 kg、邊長L0.20 m、電阻R1.0 的正方形單匝金屬線框abcd，置于傾角30°的絕緣斜面上，ab邊沿水平方向，線框的上半部分處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙所示的規(guī)律周期性變化，若線框在斜面上始終保持靜止，取g10 m/s2.試求：(1)在02.0 ×102 s時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大??；(2)在t1.0×102 s時(shí)線框受到斜面的摩擦力；(3)一個(gè)周期內(nèi)感應(yīng)電流在線框中產(chǎn)生的平均電功率圖16