专题七 电磁感应中的图像问题-2025届高三物理一轮复习

高考物理总复习课件第十一章

电磁感应专题七电磁感应中的图像问题1.分析图像的关键.2.图像问题的解题步骤.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)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项函数法根据题目所给条件定量写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断3.电磁感应中图像类选择题的两个常用方法.

突破1B-t图像

【典题1】(2022年广东模拟)如图Z7-1甲所示，线圈ABCD固定在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，如线圈中的感应电流如图乙所示，则下列选项中磁场的变化情况正确的是()甲乙图Z7-1ABCD

解析：根据法拉第电磁感应定律可以得到线圈中产生的感应

可知磁通量的变化率增大，对比四个图可知，B正确.

答案：B思路导引感应电流与磁感应强度B无直接关系，结合法拉第电磁感应定律，感应电流与ΔB

Δt成正比，即与B-t图像的斜率成正比，需要图线的斜率均匀增大.

【考点突破1】(多选)如图Z7-2甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向，规定竖直向上为磁场的正方向.图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁)乙场B随时间t变化的图像可能是图中的(

甲

图Z7-2A CB D

解析：当磁场方向竖直向上时，由图乙知，0～1s，铜环中的感应电流是一个定值，方向为顺时针方向.1～3s，铜环中的感应电流为零，3～5s铜环中的感应电流为一个定值，且方向为逆时针方向，大小小于0～1s的电流大小，根据电磁感应定律可判断，0～1s磁感应强度增大，且是均匀增大，1～3s磁感应强度不变，3～5s磁感应强度减小，且是均匀减小，磁场方向为竖直向上，为正方向.或者当磁场方向为竖直向下时，根据电磁感应定律可判断，0～1s磁感应强度减小，且是均匀变小，1～3s磁感应强度不变，3～5s磁感应强度变大，且是均匀增大，磁场方向为竖直向下，为负方向.答案：BC

突破2i-t图像

【典题2】(2023年河北保定二模)如图Z7-3所示，abc为等腰直角三角形金属导线框，∠c＝90°，def为一与abc全等的三角形区域，其中存在垂直纸面向里的匀强磁场，e点与c点重合，bcd在一条直线上.线框abc以恒定的速度沿垂直df的方向穿过磁场区域，在此过程中，线框中的感应电流i(以刚进磁场时线框中的电流方向为正方向)随时间变化的图像正确的是()图Z7-3ABCD

解析：t＝0时刻，线框刚进入磁场时，有效长度为0，根据E＝BLv可知此时感应电动势为0，感应电流为0.当c点运动至df边，此时有效长度为L＝ab

2，感应电动势为E＝B·ab

2v，感应电流

答案：C方法技巧对于导体框切割磁感线产生感应电流的图像问题，应弄清导体框中充当电源的部分(注意有效切割长度)，由闭合电路欧姆定律判断出感应电流的变化及解析式，从而判断出电流随时间变化的关系.像正确的是(时间单位为)(

【考点突破2】(2021年广东深圳月考)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动.bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图Z7-4所示，线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向.则感应电流i-t图Lv)图Z7-4ABCD

解析：bc边的位置坐标x在0～L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值.线框bc边有效切线长度为l＝L－vt，感应电动势为E＝Blv＝B(L－vt)·v，均匀2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小.故D正确.答案：D

突破3F安-t图像

【典题3】如图Z7-5甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t＝0时刻磁场方向垂直纸面向里.在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为()甲乙图Z7-5ABCD解析：由图乙可知，在0～2t0

时间内，梯形硬导线框abcd内

可判断出感应电流方向为顺时针方向，在0～t0

时间内，由左手定则可判断出线框ab边受到该磁场对它的安培力F方向为向上(正值)，且大小随时间逐渐减小.在t0～2t0

时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F方向为向下(负值)，且大小随时间逐渐增大.同样方法可判断出：在3t0～4t0

时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F方向为向上(正值)，且大小随时间逐渐减小.在4t0～5t0

时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F方向为向下(负值)，且大小随时间逐渐增大.所以线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为D.答案：D思路导引常规方法是结合感应电流方向用左手定则解决，快捷方法是应用楞次定律的阻碍作用：B增大时，有缩小面积的趋势；B减小时，有扩大面积的趋势.涉及安培力大小应用F＝BIL.把时间均分为五段，第三段时间内B不变，无电流，无安培力，排除B.另四段时间B的斜率不变，电流恒定，安培力BIL与B成正比，排除A.第一段时间与第二段时间分别扩张、收缩，安培力方向相反，排除C.

【考点突破3】(2021年广东深圳月考)如图Z7-6甲所示，绝缘水平桌面上水平放置着一硬质金属线框，空间存在与桌面垂直、大小随时间按如图乙所示变化的匀强磁场，t＝0时刻磁场方向垂直于桌面向下，虚线MN为磁场边界.在t＝0到t＝t2

的时间内金属线框始终静止，则线框所受的摩擦力(以向右为正方向)随时间的变化图线正确的是()甲乙图Z7-6ABCD解析：根据B-t图像，由楞次定律可知线框中感应电流方向一变，根据左手定则可知，在0～t1

时间内，安培力方向向左，故线框所受的摩擦力方向向右，在t1时刻，磁场的方向发生变化，安培力方向反向，摩擦力方向反向，由安培力大小F＝BIL可知安培力的大小随磁感应强度B的变化而变化，C正确.答案：C

突破4v-t图像

【典题4】(多选，2022年广东汕头二模)如图Z7-7甲所示，边长l的正方形金属线圈abcd随水平传送带一起以恒定速度v0

运动，边界PQ与MN垂直传送带，其间存在竖直方向的匀强磁场.线圈在图示位置开始计时，直到ab边刚离开磁场，其速度与时间的关系如图乙所示，且在传送带上始终保持ab、cd边平行于磁场边界，重力加速度为g.则下列说法正确的是()(v0＋v1)(t3－t2)甲乙

图Z7-7A.t1～t2

时间内线圈所受安培力大于摩擦力B.t1～t2

和t2～t3

时间内线圈所受摩擦力方向相反C.边界PQ与MN的距离为2＋l

解析：线圈在图示位置开始计时，直到ab边刚离开磁场，则由v-t图像可知，在ab边刚进入磁场时，t1～t2

时间内线圈做加速度减小的减速运动，传送带对线圈的摩擦力方向与线圈运动方向相同.根据楞次定律可知，磁场对ab边的安培力阻碍线圈的运动，即安培力的方向与线圈运动方向相反，又加速度方向与线圈运动方向相反，安培力大于摩擦力，A正确.t2～t3

时间内，线圈全部进入磁场，线圈只受摩擦力作用，此时线圈做匀加速直线运动，摩擦力方向与运动方向相同，t1～t2

和t2～t3

时间内线圈所受摩擦力D.线圈与传送带间的动摩擦因数为(v0＋v1)g t3－t2方向相同，B错误.t1～t2时间内线圈ab边通过的位移大小为x1＝l，设在t2～t3

时间内线圈的位移为x2，由运动学公式可得x2＝vΔt＝l，C正确.线圈在t2～t3

时间内做匀加速直线运动，由v-t图像可得答案：AC

【考点突破4】(多选，2021年安徽淮北模拟)如图Z7-8所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，从不同高度由静止释放，用t1、t2

分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直.设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则线框下落过程中速度v随时间t变化的图像可能正确的是()图Z7-8ABCD

解析：进入磁场前，线框做自由落体运动，ab边进入磁场时，如果安培力大于重力，线框减速运动，安培力减小，合力减小，加速度减小，有可能在cd边进入磁场前安培力减到