专题三图象高三物理一轮专题

1、专题三：电磁感觉与图像目标：1结构化知识2图象类问题的种类、选择与应用原理：电磁感觉中常涉及磁感觉强度B、磁通量、感觉电动势E和感觉电流I随时间t变化的图象，即Bt图象、t图象、Et图象和It图象等关于切割磁感线产生感觉电动势和感觉电流的情况还常涉及感觉电动势E和感觉电流I随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象。这些图象问题大体上可分为两类：由给定的电磁感觉过程选出或画出正确的图象，或由给定的有关图象解析电磁感觉过程，求解相应的物理量电磁感觉中的图象问题的解析，要抓住磁通量的变化可否均匀，从而推知感觉电动势(电流)可否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感觉电动势(感觉电流)的方向，从而

2、确定其正负，以及在坐标中的范围解析回路中的感觉电动势或感觉电流的大小，要利用法拉第电磁感觉定律来解析，有些图象还需要画出等效电路图来辅助解析无论是哪一各种类的图象，都要注妄图象与解析式(物理规律)和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距等的物理意义去解析问题案例：例1闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所ab在平面垂直，磁感觉强度B随时间t变化的规律以下列图。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框中感觉电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的电流i与ad边所受的安培力Fdc随时间t变化的图象，以下正确的选项是B/TB0t/s1234-B0i

3、/Ai/AF/NF/NI0I0F0F0Ot/st/st/sO23O123O12342341441-I0A-I0B-F0C-F0Dt/s例2匀强磁场的磁感觉强度B=0.2T，磁场宽度l=3m，一正方形金属框边长ab=l=1m，每边电阻r=0.2，金属框以速度v=10m/s匀速穿过磁场区，其平面向来保持与磁感觉线方向垂直，如图示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感觉电流的I-t图线（要求写出作图依据）（2）画出ab两端电压的U-t图线（要求写出作图依据）变式1。（2010上海物理）如右图，一有界地域内，存在着磁感觉强度大小均为B，方向分别垂直于圆滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场

4、宽度均为L，边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速经过磁场所区，若以逆时针方向为电流的正方向，能反响线框中感觉电流变化规律的是图变式2、以下列图，LOOL为一折线，它所形成的两个角LOO和OOL均为45.折线的右侧有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO的方向以速度做匀速直线运动，在t0时刻恰好位于图中所示的地址以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间(It)关系的是(时间以l/v为单位)()v变式3、如图95-2所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感觉强度的大小均为B,磁场

5、所区的宽度均为a,一正三角形(高度为a)导线框ABC从图示地址沿图示方向匀速穿过两磁场所区,以逆时针方向为电流的正方向,在图中感觉电流与线框搬动距离x的关系图象正确的选项是()I例3以下列图，圆滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感觉强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t=0时刻开始棒碰到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒向来与导轨垂直，且接触良好，经过R的感觉电流随时间t变化的图象如图2所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量、磁通量的变

6、化率t、棒两端的电势差Uab和经过棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是（）例4（2011年高考浙江理综卷）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感觉强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。经过计算解析4s内导体棒的运动情况；计算4s内回路中电流的大小，并

7、判断电流方向；lB/T计算4s内回路产生的焦耳热。0.4v0d0.30.20.1t/sLO1234图甲图乙课后练习：1一个圆形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)，如图(甲)所示，磁感觉强度B随时间t变化的规律如图(乙)所示。以下关于感觉电流的大小和方向的判断，正确的选项是()At3时刻的感觉电流最大Bt4时刻的感觉电流最大Ct1和t2时刻感觉电流方向相同Dt2和t4时刻感觉电流方向相同2如图(甲)所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感觉强度B随时间t的变化关系如图(乙)所示。图1026中分别是线框中的

8、感觉电流i随时间t变化的图线和ab边碰到的安培力F随时间t变化的图线，其中可能正确的选项是()3以下列图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线均分导线框。在t0时，使导线框从图示地址开始以恒定速度沿ab方向搬动，直到整个导线框离开磁场所区。以i表示导线框中感觉电流的强度，取逆时针方向为正。以下表示it关系的图示中，可能正确的选项是()4在PQ、QR地域中存在着磁感觉强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都互相垂直，

9、bc边与磁场的界线P重合。导线框与磁场所区的尺寸以下列图。从t0时刻开始，线框匀速向右穿过两个磁场所区，以abcdef为线框中的电动势E的正方向，以下四个Et关系表示图中正确的选项是()以下列图，空间存在两个磁场，磁感觉强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其界线00为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合线框abcd，线框在外力作用下由纸面内图示地址从静止开始向右做匀加速运动，若以逆时针方向为电流的正方向，则从线框开始运动到曲边刚进入到PQ右侧磁场的过程中，能反响线框中感觉电流随时间变化规律的图象是ABCD6如图甲所示，两固定的竖直圆滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的

10、导体棒c、d，置于界线水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为c、dh3h，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3h静止释放，两导体棒与导轨向来保持优异接触。用ac表示c的加速度，kd表示ddE的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的选项是图甲acacEkdEkdOh2h3h4h5hxcOxcOh2h3h4h5hxdOh2h3h4h5hxdh2h3h4h5h图乙ABCD7如图（a）所示，圆滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L0.2m，电阻R0.4，导轨上停放一质量m0.1Kg，电阻r0.1的金属杆，导轨电阻不计

11、，整个装置处于磁感强度B0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现在一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t的变化关系如图（b）所示1）试解析说明金属杆的运动情况；2）求第2s末外力F的瞬时功率。选做(只写结果)以下列图，竖直平面内有一半径为r、电阻为1、粗细均匀的光R滑半圆形金属环，在、处与相距为2r、电阻不计的平行圆滑金属轨道、相接，MNMENFEF之间接有电阻2，已知112，24。在上方及下方有水平方向的匀强磁RRRRRMNCD场I和，磁感觉强度大小均为。现有质量为、电阻不计的导体棒，从半圆环的Bmab最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒向来保持水平，

12、与半圆形金属环及轨道接触优异，设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。(2)若导体棒ab进入磁场后棒中电流大小向来不变，求磁场I和之间的距离h和R2上的电功率P2。若将磁场的CD界线略微下移，导体棒ab刚进入磁场时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。以下列图，匀强磁场中有两条水平放置的电阻可忽略的圆滑平行金属轨道，轨道左端接一个阻值为R的电阻，R两端与电压传感器相连。一根导体棒(电阻为r)垂直轨道放置，从t=0时刻起对其施加向来右的水平恒力F，使其由静止开始向右运动。用电压传感器瞬时采集电阻R两端的电压，并用计算机绘制出-t图象。若施加在导体棒上UU的水平恒力连续作用一段时间后撤去，那么计算机绘制的图象可能是UUUU接电压F电传R感脑tottottottotABCD变式训练2、如图953所示，中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t0时刻，bc边与磁场所区界线重合(如图)现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场所区界线的方向穿过磁场所区取沿abcda的感觉电流方向为正，则在线圈穿越磁