物理總第十章 電磁感應(yīng) 10-3-1 電磁感應(yīng)中的圖象問題

電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題 0101020203030404命題角度命題角度3電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合 課堂互動課堂互動 命題角度命題角度1磁感應(yīng)強度變化的圖象問題磁感應(yīng)強度變化的圖象問題 命題角度命題角度2導(dǎo)體切割磁感線的圖象問題導(dǎo)體切割磁感線的圖象問題 課堂互動課堂互動1電磁感應(yīng)中常見的圖象問題課堂互動課堂互動2.處理圖象問題的方法處理圖象問題首先要分清階段，然后對每個階段的導(dǎo)體切割情況或回路磁通量變化情況進行詳細(xì)分析，并進一步確定感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流等物理量的變化規(guī)律，有的還需要對線框進行受力分析、運動分析；然后根據(jù)圖象的縱、橫坐標(biāo)表示的物理量，定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系。課堂互動課堂互動3處理圖象問題要做到“四明確、一理解”圖象分析四明確明確圖象所描述的物理意義明確各種正、負(fù)號的含義明確斜率的含義明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系一理解個相似關(guān)系及其各自的物理意義：課堂互動課堂互動4電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常用方法排除法定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(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)，以排除錯誤的選項。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(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷。命題角度命題角度1命題角度1磁感應(yīng)強度變化的圖象問題例1將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)。回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中?；芈返膱A環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反應(yīng)F隨時間t變化的圖象是()轉(zhuǎn)到解析命題角度命題角度1轉(zhuǎn)回原題A線框中感應(yīng)電流的方向是順時針方向Bt0.4 s時，穿過線框的磁通量為0.005 WbC經(jīng)過t0.4 s，線框中產(chǎn)生的熱量為0.3 JD前0.4 s內(nèi)流過線框某截面的電荷量為0.2 C 命題角度命題角度1變式訓(xùn)練1(多選)如圖甲所示，在水平面上固定一個匝數(shù)為10匝的等邊三角形金屬線框，總電阻為3，邊長為0.4 m。金屬框處于兩個半徑為0.1 m的圓形勻強磁場中，頂點A恰好位于左邊圓的圓心，BC邊的中點恰好與右邊圓的圓心重合。左邊磁場方向垂直紙面向外，右邊磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確是(取3)()轉(zhuǎn)到解析命題角度命題角度1轉(zhuǎn)回原題命題角度命題角度2命題角度2導(dǎo)體切割磁感線的圖象問題例2(2018東北三校聯(lián)考)(多選)如圖所示，M、N為同一水平面內(nèi)的兩條平行長直導(dǎo)軌，左端串聯(lián)電阻R，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，金屬桿和導(dǎo)軌的電阻不計，桿與導(dǎo)軌間接觸良好且無摩擦，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中?，F(xiàn)對金屬桿施加一個與其垂直的水平方向的恒力F，使金屬桿從靜止開始運動。在運動過程中，金屬桿的速度大小為v，R上消耗的總能量為E，則下列關(guān)于v、E隨時間變化的圖象可能正確的是()轉(zhuǎn)到解析命題角度命題角度2解析 對金屬桿ab施加一個與其垂直的水平方向的恒力F，使金屬桿從靜止開始運動。由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，受到隨速度的增大而增大的安培力作用，所以金屬桿做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)安培力增大到等于水平方向的恒力F時，金屬桿做勻速直線運動，vt圖象A正確，B錯誤；由功能關(guān)系知，開始水平方向的恒力F做的功一部分使金屬桿動能增大，另一部分轉(zhuǎn)化為電能，被電阻R消耗掉；當(dāng)金屬桿勻速運動后，水平方向的恒力F所做的功等于R上消耗的總能量E，因此Et圖象可能正確的是選項D。答案AD轉(zhuǎn)回原題命題角度命題角度2轉(zhuǎn)到解析變式訓(xùn)練2將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90的扇形導(dǎo)線框OMN，其中OMR，圓弧MN的圓心為O點，將導(dǎo)線框的O點置于如圖所示的直角坐標(biāo)系的原點，其中第二和第四象限存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，第三象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為2B。從t0時刻開始讓導(dǎo)線框以O(shè)點為圓心，以恒定的角速度沿逆時針方向做勻速圓周運動，假定沿ONM方向的電流為正，則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是()轉(zhuǎn)回原題解析滾動命題角度命題角度3轉(zhuǎn)到解析命題角度3電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合例3 如圖所示為兩個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量的方向為正，外力F向右為正。則以下關(guān)于線框中的磁通量、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化的圖象正確的是()命題角度命題角度3轉(zhuǎn)回原題解析當(dāng)線框運動L時開始進入磁場，磁通量開始增加，當(dāng)全部進入時達(dá)到最大；此后向外的磁通量增加，總磁通量減小；當(dāng)運動到2.5L時，磁通量最小，故選項A錯誤；當(dāng)線框進入第一個磁場時，由EBLv可知，E保持不變，而開始進入第二個磁場時，兩邊同時切割磁感線，電動勢應(yīng)為2BLv，故選項B錯誤；因安培力總是與運動方向相反，故拉力應(yīng)一直向右，故選項C錯誤；拉力的功率PFv，因速度不變，而線框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個磁場中時，由選項B的分析可知，電流加倍，回路中總電動勢加倍，功率變?yōu)樵瓉淼?倍；此后從第二個磁場中離開時，安培力應(yīng)等于線框在第一個磁場中的安培力，所以功率應(yīng)等于在第一個磁場中的功率，故選項D正確。答案D命題角度命題角度3轉(zhuǎn)到解析變式訓(xùn)練3(2018保定模擬)如圖所示為有理想邊界的兩個勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B0.5 T，兩邊界間距s0.1 m，一邊長L0.2 m的正方形線框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻為R0.4，現(xiàn)使線框以v2 m/s的速度從位置勻速運動到位置，則下列能正確反映整個過程中線框a、b兩點間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是()命題角度命題角度3轉(zhuǎn)回原題