备考2025届高考物理一轮复习讲义第十二章电磁感应专题二十电磁感应中的电路和图像问题题型3电磁感应中的图像问题

题型3电磁感应中的图像问题

与WIS刖。不堂时.最鬣£“三彳0.4应电dl»£'j，YN线的外率或正比

研透高考明确方向

命题点1依据给定的电磁感应过程选择图像

5.[2024河」L/多选]如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x

轴上，另一根由出＞、be、cd三段直导轨组成，其中儿段与x轴平行,导轨左端接入一电

阻R.导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度如保持匀速运动，，=0

时刻通过坐标原点0,金属棒始终与x轴垂直.设运动过程中通过电

阻的电流为人金属棒受到安培力的大小为凡金属棒克服安培力做

功的功率为P，电阻两端的电压为U,导轨与金属棒接触良好，忽视

导轨与金属棒的电阻.下列图像可能正确的是（AC）

D

解析设〃0=/o,所在直线与x轴的夹角为a,则金属棒匀速运动时产生的感应也动

势为£=8/町感应电流为i=£=堂，0〜L的过程中/=/o+i"tana,整理得，=竽+

竺誓/,则回路中的感应电,流随时间匀整增大，同理分析可知L〜2L的过程中感应电流大

小不变，2L〜3L的过程中感应电流随时间匀整减小，叉U=iR,故A正确，D错误；金属

棒在。点时所受的安培力大小不为零，B错误；金属棒克服安培力做功的功率2=入的=

所7%,可知金属棒在0〜上的过程中克服安培力做功的功率与时间的关系为二次函数关系，

功率随时间增大，同理结合以上分析可知L〜2L的过程中功率不变，2L〜3L的过程中功率

随时间按二次函数关系减小，C正确.

［光速解法］本题还可以用解除法快速解题！由于/=0时金属棒中的感应电流不为零，则

所受的安培力不为零，B错误；金属棒匀速运动，在0〜上时间内有效切割长度匀整增大，

%

则金属棒产生的感应电动势匀整增大，电阻两端的电压匀整增大，D错误.

方法点拨

选择图像或画出图像的常月方法

1.解除法：定性分析电磁感应过程中物理量的变更趋势（增大还是减小）、变更快慢（匀

整变更还是非匀整变更），特殊是分析物理量的正负、图线中的特殊值等，以解除错误的

选项.

2.函数法：依据题目给定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

像进行分析和推断.

命题点2依据给定的图像分析电磁感应相关问题

6.［2024全国甲/多选］一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈

的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝匀整分布，卜.部的3匝也匀整分方，

下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离，如图（a）所示.现让一个很小的强磁

体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流/随时间/的变更如

图（b）所示.则（AD）

A.小磁休在玻璃管内下降速度越来越大

B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次

C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变更率的最大值更大

解析对于小磁体，可以忽视其与较远线图的业磁感应现象，只考虑与最近一匝线图的电

磁感应，则由图（b）可知，小磁体依次通过每匝线图时产生的感应电流最大值渐渐增大，

结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知，小磁体通过每曲线图时的磁通量变更

率越来越大，即小磁体在玻璃管内下降的速度越来越大，A正确；由楞次定律可知，下落

过程中，小磁体的N极、S极没有上下颠倒，B错误：，:、磁体下落过程中，线图中的电流

大小不断变更，产生的磁场强弱不断变更，故小磁体受到的电磁阻力并不是始终保持不变

的，C错误；由图（b）可知，与上部相比，小磁体通过线图下部的过程中，感应电流的最

大值更大，故磁通量变更率的最大值更大，D正确.

命题点3电磁感应现象中的图像转换

7.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

流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度8随时间/按图乙变更时，下列选项中能正

确表示线圈中感应电动势E变更的是（A）

图甲图乙

CD

解析由图乙知，0〜Is内磁通量向上匀整增大，依据楞次定律知，感应电流方向为正；

1〜3s内磁通量不变，故感应电动势为。；3〜5s内磁通量向上匀整减小，由楞次定律知,

感应电流方向为负.由法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小与磁通量的变更率成正

比，所以3〜5s内的感应电动势是0〜1s内的感应电动势的也故A正确.

8.[2024上海]如图甲所示，有一光滑导轨处于匀强磁场中，一导体棒垂直置于导轨上，对

其施加外力，安培力变更如图乙所示，取向右为正方向，则外力随时间变更的图像为

C)

图甲图乙

AB

CD

解析导体棒切割磁感线，当速度为I，时产生的感应电动势为£=8ZA，，导体棒所受安培力

为FA=BIL,又/=：,整理得以=咚4由图乙可知安培力随时间线性变更，安培力先向

左匀整减为零，再向右匀整增大，故导体棒做匀变速运动，先向右匀减速到零，再向左匀

加速，加速度方向始终向左，依据牛顿其次定律得尸一/A=/M,整