2018届高考物理三轮冲刺导学案：电磁感应中的图象及电路问题（含解析）.doc

三轮冲刺导学案---电磁感应中的图象及电路问题 考点剖析 一、电磁感应中的图象问题 图象问题是一种半定量分析的问题，电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图线，即Bt图线、 Φt图线、Et图线和It图线。此外，还涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图线，即Ex图线和Ix图线。这些图象问题大体可分为两类： 1．由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象； 2．由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主，是常考知识点，高考对第一类问题考查得较多。不管是哪种类型，电磁感应中图象问题常需要利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律。 解决此类问题的一般步骤： a．明确图象的种类； b．分析电磁感应的具体过程； c．结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程； d．根据函数方程进行数学分析。如斜率及其变化、两轴的截距、图线与横坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义 e．画图象或判断图象； 在图象问题中经常利用类比法，即每一个物理规律在确定研究某两个量的关系后，都能类比成数学函数方程以进行分析和研究，如一次函数、二次函数、三角函数等。 3．常见题型：图象的选择、图象的描绘、图象的转换、图象的应用。 4．所用规律：一般包括：左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等。 二、电磁感应中的电路问题 1．电磁感应中电路知识的关系图： 2．分析电磁感应电路问题的基本思路 3．电磁感应电路的几个等效问题 为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω。t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是 A B C D 【答案】C 【解析】只研究金属棒向右转动90°的一段过程即可：切割磁感线的有效长度L=2Rsin ωt，感应电动势E=BLv=BL（Lω）=B（2Rsin ωt）2ω=2BR2ωsin2ωt，可见感应电动势应该按照三角函数的规律变化，可以排除A和B，再根据右手定则，金属棒刚进入磁场时电动势为正，可排除D，只有C正确。 此题考查了法拉第电磁感应定律的应用问题；解题的关键是要找到在任意时刻导线切割磁感线的有效长度，然后建立感应电动势E与时间t的函数关系即可进行判断 2、如图，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（dL）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行动。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vt图象中，可能正确描述上述过程的是 【答案】D 【解析】由于线框在进入磁场过程要切割磁感线而产生感应电流，故线框受到安培力的作用做减速运动，A错误；安培力F安=，因v在减小，故F安在减小，加速度a=在减小，即线框进入磁场过程做加速度减小的变减速运动，B错误；由于dL，若线框完全进入磁场中仍有速度，则线框将会在磁场中做匀速运动直至右边滑出磁场，线框出磁场过程仍做加速度减小的减速运动，C错误，D正确。 【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律的综合应用问题；关键是分析线圈过磁场的物理过程，结合牛顿运动定律来判断其运动情况，然后进行判断 3、如图所示，R1=5 Ω，R2=6 Ω，电压表与电流表的量程分别为0～10 V和0～3 A，电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab棒处于匀强磁场中。 （1）当变阻器R接入电路的阻值调到30 Ω，且用F1=40 N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度v1是多少？ （2）当变阻器R接入电路的阻值调到3 Ω，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？ 【答案】（1）1 m/s （2）60 N 【解析】（1）假设电流表指针满偏，即I=3 A，那么此时电压表的示数应为U=IR并=15 V，此时电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。因此，应该是电压表正好达到满偏。 当电压表满偏时，即U1=10 V，此时电流表的示数为。 设ab棒稳定时的速度为v1，产生的感应电动势为E1，则E1=Blv1，且E1=I1（R1+R并）=20 V ab棒受到的安培力为F1=BI1l=40 N，解