高考物理大一轮复习第十章电磁感应能力课1电磁感应中的图象和电路问题课件粤教版.ppt

能力课1电磁感应中的图象和电路问题 电磁感应中的图象问题 角度1据电磁感应过程选择图象 图1 解析由题图 b 可知c d间的电压大小是不变化的 根据法拉第电磁感应定律可判断出线圈cd中磁通量的变化率是不变的 又因已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 所以线圈ab中的电流是均匀变化的 选项C正确 A B D均错误 答案C 电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 1 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 增大还是减小 变化快慢 均匀变化还是非均匀变化 特别是物理量的正负 排除错误的选项 2 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 然后由函数关系对图象作出分析和判断 方法技巧 图2 解析由E BLv可知 导体棒由b运动到ac过程中 切割磁感线有效长度L均匀增大 感应电动势E均匀增大 由欧姆定律可知 感应电流I均匀增大 由右手定则可知 感应电流方向由M到N 由左手定则可知 导体棒所受安培力水平向左 大小不断增大 故选项A正确 答案A 角度2据图象分析判断电磁感应过程 图3 1 棒进入磁场前 回路中的电动势E 2 棒在运动过程中受到的最大安培力F 以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式 答案 1 0 04V 2 0 04Ni t 1 A 1s t 1 2s 图4 A 线框中感应电流的方向是顺时针方向B t 0 4s时 穿过线框的磁通量为0 005WbC 经过t 0 4s 线框中产生的热量为0 3JD 前0 4s内流过线框某截面的电荷量为0 2C 答案CD 角度3图象的描绘 图5 图6 1 求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x 0 8m处电势差UCD 2 推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式 并在图6中画出F x关系图象 3 求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热 答案 1 1 5V 0 6V 2 F 12 5 3 75x 0 x 2 图象见解析 3 7 5J 图7 1 推导MN在CDE上滑动过程中 回路中的感应电动势E与时间t的关系表达式 2 在运动学中我们学过 通过物体运动速度和时间的关系图线可以求出物体运动的位移x 如图乙中物体在0 t0时间内的位移在数值上等于梯形Ov0Pt0的面积 请你通过类比推导MN在CDE上滑动过程中 MN所受安培力F安与MN的位移x的关系表达式 并画出F安与x的关系图线 甲 乙 1 电磁感应中常见的图象问题 规律方法 2 处理图象问题要做到 四明确 一理解 电磁感应中的电路问题 1 导体棒匀速转动的方向 2 P Q间电场强度E的大小 3 小球通过N点时对细线拉力T的大小 图8 解析 1 依题意 小球从水平位置释放后 能沿圆弧向下摆动 故小球受到电场力的方向水平向右 P板带正电 Q板带负电 由右手定则可知 导体棒a顺时针转动 2 导体棒a转动切割磁感线 由法拉第电磁感应定律得电动势大小 拓展延伸 若将 模拟示例4 铜环电阻不计 改为 铜环的总电阻为2r 求P Q间的最小电压 方法技巧 图9 A 导体棒ab中电流的流向为由b到aB cd两端的电压为1VC de两端的电压为1VD fe两端的电压为1V 答案BD 1 2013 新课标全国卷 16 如图10 在光滑水平桌面上有一边长为L 电阻为R的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为d d L 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列v t图象中 可能正确描述上述过程的是 图10 解析导线框开始进入磁场过程 通过导线框的磁通量增大 有感应电流 进而受到与运动方向相反的安培力作用 速度减小 感应电动势减小 感应电流减小 安培力减小 导线框的加速度减小 v t图线的斜率减小 导线框全部进入磁场后 磁通量不变 无感应电流 导线框做匀速直线运动 导线框从磁场中出来过程 有感应电流 又会受到安培力阻碍作用 速度减小 加速度减小 选项D正确 答案D 2 2016 四川理综 7 多选 如图11所示 电阻不计 间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 方向竖直向下的匀强磁场中 导轨左端接一定值电阻R 质量为m 电阻为r的金属棒MN置于导轨上 受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动 外力F与金属棒速度v的关系是F F0 kv F k是常量 金属棒与导轨始终垂直且接触良好 金属棒中感应电流为i 受到的安培力大小为FA 电阻R两端的电压为UR 感应电流的功率为P 它们随时间t变化图象可能正确的有 图11 答案BC 3 2017 潍坊联考 两个不可形变的正方形导体框a b连成如图12甲所示的回路 并固定在竖直平面 纸面 内 导体框a内固定一小圆环c a与c在同一竖直面内 圆环c中通入如图乙所示的电流 规定逆时针方向为电流的正方向 导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中 则MN边在匀强磁场中受到的安培力 图12 A 0 1s内 方向向下B 1 3s内 方向向下C 3 5s内 先逐渐减小后逐渐增大D 第4s末 大小为零解析根据i t图象可知 在0 6s内MN边都有大小恒定的电流通过 由F BIl可知 安培力的大小是恒定的 选项C D均错 0 1s 3 5s内电流的方向由N M 1 3s 5 6s内电流的方向由M N 对以上情况可用左手定则判断出MN边的安培力方向 0 1s 3 5s内安培力方向向上 1 3s 5 6s内安培力方向向下 故选项B正确 A错误 答案B 4 在同一水平面中的光滑平行导轨P Q相距L 1m 导轨左端接有如图13所示的电路 其中水平放置的平行板电容器两极板M N间距离d 10mm 定值电阻R1 R2 12 R3 2 金属棒ab电阻r 2 其他电阻不计 磁感应强度B 0 5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面 当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时 悬浮于电容器两极板之间 质量m 1 10 14kg 带电荷量q 1 10 14C的微粒 图中未画出 恰好静止不动 取g 10m s2 在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好 试求 1 匀强磁场的方向 2 a b两端的路端电压 3 金属棒ab运动