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热点专题系列 六 电磁感应中的三类图像问题电磁感应的图像问题能检测学生灵活处理物理新情景问题的能力 是近几年高考的热点 图像问题考查的知识 规律灵活多样 常见的如表所示 一 图像的选择 例1 如图甲所示 两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计 两质量 长度均相同的导体棒c d 置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处 磁场宽为3h 方向与导轨平面垂直 先由静止释放c c刚进入磁场即匀速运动 此时再由静止释放d 两导体棒与导轨始终保持良好接触 用ac表示c的加速度 Ekd表示d的动能 xc xd分别表示c d相对释放点的位移 图乙中正确的是 在导体棒d进入磁场时导体棒c的位移为3h 从此时刻直到c离开磁场 由于两棒运动的速度大小 方向均相同 没有产生感应电流 导体棒c d均做匀加速直线运动 加速度等于重力加速度 可以得出在第一个h内导体棒c做自由落体运动 h到3h做匀速直线运动 3h到4h以g做匀加速直线运动 在导体棒c离开磁场以后 只受重力 加速度等于重力加速度 故B正确 A错误 导体棒d在c离开磁场时的速度比刚进入磁场时的速度大 故导体棒d的匀加速过程在此时结束 对应的下落高度为2h 从此时开始直到导体棒d离开磁场经历了一个减速过程 故C错误 D正确 答案 BD 二 图像的转换 例2 在竖直向上的匀强磁场中 水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图所示 当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时 在图中正确表示线圈感应电动势E变化的是 答案 A 三 图像的应用 例3 如图所示 一对平行光滑轨道放置在水平面上 两轨道间距l 0 20m 电阻R 1 0 有一导体杆静止地放在轨道上 与两轨道垂直 杆及轨道的电阻皆可忽略不计 整个装置处于磁感应强度B 0 5T的匀强磁场中 磁场方向垂直轨道面向下 现有一外力F沿轨道方向拉杆 使之做匀加速运动 测得力F与时间t的关系如图所示 求杆的质量m和加速度a 答案 0 1kg10m s2 1 如图所示 竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路 导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场 螺线管下方水平桌面上有一导体圆环 导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图中哪一图线所表示的方式随时间变化时 导体圆环受到向上的磁场作用力 答案 C 2 2013 江西联考 如图所示 xOy平面内有一半径为R的圆形区域 区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场 左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里 右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外 一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动 则导体棒两端的电势差Uba与导体棒位置x关系的图像是 答案 A 3 如图甲所示 由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R 边长为l 现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l 磁感应强度为B的匀强磁场区域 整个过程中ab cd两边始终保持与边界平行 令线框的cd边刚与磁场左边
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