《创新设计2015高考物理一轮课件专题8 电磁感应中的电路和图象问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新设计2015高考物理一轮课件专题8 电磁感应中的电路和图象问题（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题八 电磁感应中的电路和图象问题 一 、 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 电磁感应中电路问题的题型特点 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动 ， 在回路中将产生感应电动势和感应电流 从而考题中常涉及电流 、 电压 、 电功等的计算 ， 也可能涉及电磁感应与力学 、 电磁感应与能量的综合分析 3 分析电磁感应电路问题的基本思路 (1) 确定电源： 用法拉第电磁感应定律和楞次定 律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，电源内部电流的方向是从低电势流向高电势； (2) 分析电路结构： 根据 “ 等效电源 ” 和电路中其他元件的连接方式画出等效电路注意区别内
2、外电路，区别路端电压、电动势； (3) 利用电路规律求解： 根据 E BL v 或 E 并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解 【 典例 1】 (2013广东卷 ， 36)如图 1(a)所示 ， 在垂直于匀强磁场 半径为 的轴转动 ， 圆心 通过电刷与一个电路连接 ， 电路中的 流过电流表的电流 的关系如图 (b)所示 ， 其中 且 0代表圆盘逆时针转动 已知： R ， B ， r 0.2 m 忽略圆盘 、 电流表和导线的电阻 图 1 (1)根据图 (b)写出 与 的关系式； (2)求出图 (b)中 b、 两端的电压 (3)分别求出 的电流 审题指导 审题图 ， 抓转化 (1)审图 (
3、b) (2)审图 (a) 解析 ( 1) 由题图 ( b ) 得出三点坐标 a ( 45 ， ， b ( 15 ， ，c ( 45,，由直线的两点式得 I 与 的关系式为 I 150， 45 r s 15 r 15 r s 45 r s( 2) 圆盘切割磁感线产生的电动势为： E 0212 当 15 r s 时 E 0 ， 当 45 r s 时 E 0 ，忽略电源内阻， 故 U P E ，可得： U b ， U c 答案 见解析 ( 3) 对应于 c 点 P 导通，通过电流表的电流 I 总 解得 9 则对应于 流过 P 的电流 a 点元件 P 不导通，则对应于 流过 P 的电流 . 反思总结
4、电磁感应电路的几个等效问题 即学即练 1 粗细均匀的电阻丝围成图 2所示的线框 ， 置于正方形有界匀强磁场中 ， 磁感强度为 B， 方向垂直于线框平面 ， 图中 2222 并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直 ， 则线框在通过如图所示位置时 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 中最大 B 中最大 C 回路电流图 中最大 D 回路电流图 中最小 图 2 答案 A 解析 设 电阻为 r ，图 中 点间的电势差 U 3 图 中 点间的电势差 U 图 中 点间的电势差U 12图 中 点间的电势差 U 所以 点间的电势差，图 中最大，选项 A 正确、 B 错误；回路电流图 中最小，其他回路电流相
5、等，选项 C 、 D 错误 二 、 电磁感应中的图象问题 1 图象类型 电磁感应中主要涉及的图象有 B E 还常涉及感应电动势 随线圈位移 即 E 2 常见题型 图象的选择 、 图象的描绘 、 图象的转换 、 图象的应用 3 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 4 分析步骤 (1)明确图象的种类； (2)分析电磁感应的具体过程； (3)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； (4)根据函数方程进行数学分析 ， 例如分析斜率的变化 、截距等； (5)画图象或判断图象 题型一 图象的
6、选择 问题类型 由给定的电磁感应过程选出正确的图象 解题关键 根据题意分析相关物理量的函数关系、分析物理过程中的转折点、明确 “ 、 ”号的含义，结合数学知识做正确的判断 【 典例 2】 (2013全国新课标卷 ， 17)如图 3， 在水平面 (纸面 )内有三根相同的均匀金属棒 N， 其中 构成 “ V”字型导轨 空间存在垂直于纸面的均匀磁场 用力使 从图示位置开始计时 ， 运动中 下列关于回路中电流 可能正确的是 ( ) 图 3 答案 A 解析 设 2 ， 速度 v 匀速运动，导体棒单位长度的电阻为 t，导体棒的有效切割长度 L 2 v t t ，感应电动势 E BL v 2 B t ，回路
7、的总电阻 R (2 v t t a n 2 v tc ) 路中电流 i v 1 1 故 i 与 t 无关是一个定值，选项 A 正确 即学即练 2 如图 4所示 ， 垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a， 磁感应强度的大小为 a、 电阻为 4 在图中线框 A、 ( ) 图 4 解析 进入磁场时 ， 注意 大小应该是电动势的四分之三 ， 此时 E 所以 3；完全进入后 ， 没有感应电流 ， 但有感应电动势 ， 大小为 穿出磁场时电压大小应该是电动势的四分之一 ， ， 方向始终是相同 ， 即 AB. 答案 D 题型二 图象的转换 问题 类型 由一种电磁感应的图象分析求解出对应的另一种电磁感应图象
8、的问题 解题 关键 (1)要明确已知图象表示的物理规律和物理过程；(2)根据所求的图象和已知图象的联系，对另一图象做出正确的判断进行图象间的转换 【 典例 3】 (2013山东卷 ， 18)将一段导线绕成图 5甲所示的闭合回路 ， 并固定在水平面 (纸面 )内 回路的 中 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场 ， 以向里为磁场 的正方向 ， 其磁感应强度 用 以水平向右为 能正确反应 ( ) 图 5 答案 B 解析 0 路中产生顺时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定 所受安培力向左 T 时间内，回路中产生逆时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定 所受安培力向右，故 B 正
9、确 即学即练 3 如图 6甲所示 ， 正六边形导线框 磁场方向与线框平面垂直 ， 磁感应强度 t 0时刻 ， 磁感应强度 设产生的感应电流以顺时针方向为正 、 竖直边 则下面关于感应电流 i和 随时间 ( ) 图 6 解析 0 2 负方向的磁场在减弱 ， 产生正方向的恒定电流 ， 2 s 3 电流仍是正方向 ， 且大小不变 ， 此过程 3 s 6 电流沿负方向 ， 大小不变 ， 故选 A、 C. 答案 型三 图象的应用 问题类型 由电磁感应图象得出的物理量和规律分析求解动力学、电路等问题 解题关键 从图象上读取有关信息是求解本题的关键，图象是数理综合的一个重要的窗口，在运用图象解决物理问题时，
10、第一个关键是破译，即解读图象中的关键信息 (尤其是过程信息 )，另一个关键是转换，即有效地实现物理信息和数学信息的相互转换 . 【 典例 4】 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置 ，间距为 L， 一端通过导线与阻值为 轨上放一质量为 见图 7甲 )， 金属杆与导轨的电阻忽略不计；磁场竖直向下 用与导轨平行的恒定拉力 杆最终将做匀速运动 当改变拉力的大小时 ， 相对应的匀速运动速度 的关系如图乙 (取重力加速度 g 10 m/图 7 (1)金属杆在匀速运动之前做什么运动 ？ (2)若 m 0.5 L 0.5 m， R ， 磁感应强度 (3)由 v 其值为多少 ？ 解析 ( 1) 因受外力
11、( 不变 ) 和安培力 ( 与 F 反向，且逐渐增大 ) 的作用，做变速运动 ( 或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动 ) ( 2) 感应电动势 E Bl v ，感 应电流 I 属杆受到安培力的作用 F 安 (1)变加速运动 (2)1 T (3)见解析 由图线可知金属杆受拉力、安培力和摩擦阻力作用，匀速时合力为零，则 F v F F f ) 由图线可以得到直线的斜率 k 2 ，所以 B 1 T . ( 3) 由直线的截距可以求得金属杆受到的摩擦阻力 2 N 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数 反思总结 (1)定性分析物理图象 要明确图象坐标轴的意义； 借助有关的物理概念 、 公式 、 定理和定律做出分析判断 (2)定量计算
