高中物理 全册模块要点回眸 第7点 电磁感应中的图象问题学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP免费

第7点电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题综合了法拉第电磁感应定律——计算感应电动势的大小、楞次定律——判断感应电流方向、运动学知识——判定运动时间以及作图能力，是对电磁感应知识的综合考查．1．思维导图2．分析方法对图象的分析，应做到“四明确一理解”：(1)明确图象所描述的物理意义；明确各种“＋”“－”的含义；明确斜率的含义；明确图象和电磁感应过程之间的对应关系．(2)理解三个相似关系及其各自的物理意义：v－Δv－，B－ΔB－，Φ－ΔΦ－.3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、i－t图象等．(2)分析电磁感应的具体过程．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等．(6)画图象或判断图象．对点例题如图1所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反．磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，一正三角形(高为a)导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，感应电流I与线框移动距离x的关系图象是()图1解题指导导线框进入左边磁场时，切割磁感线的有效长度l＝2x·tan30°，与x成正比．根据楞次定律可以判定，导线框进入左边磁场和离开右边磁场时，电路中的感应电流方向均为逆时针方向．导线框在穿越两个磁场过程中，电路中的感应电流方向为顺时针方向．分析导线框进入、出来过程中有效切割长度可知感应电动势的变化，由I＝知，C正确．答案C1．如图2甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向左下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向左下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定导体棒ab内a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()图2答案D2．(多选)如图3所示，两条边界平行的有界磁场宽度均为d＝0.5m，磁感应强度大小均为B＝4T，方向垂直于纸面，两磁场区域间距也为d.在磁场区域的左边界处有一长L＝1m、宽d＝0.5m的矩形导体线框，线框总电阻为R＝2Ω，且线框平面与磁场方向垂直．现使线框以v＝0.5m/s的速度匀速穿过磁场区域，若以初始位置为计时起点，规定穿过线框的磁通量向里为正，则以下关于线框所受的安培力大小F及穿过线框磁通量Φ随时间t变化的四个图象正确的是()图3答案AD解析0～1s内，线框中产生的感应电动势E＝Bdv＝1V，由欧姆定律可知，I＝＝0.5A，由安培力公式可知：F＝BId＝1N；第2s内，通过线框的磁通量不变，无感应电流，安培力为零；第3s内，线框左、右两边均切割磁感线，由右手定则可知，感应电动势方向相同，故线框中总的感应电动势为E′＝2Bdv＝2V，由欧姆定律可知，I′＝＝1A．线框左、右两边所受安培力均为：F1＝F2＝BI′d＝2N，由左手定则可知，两安培力方向相同，故安培力的合力为4N，A项正确，B项错误；当t＝2.5s时，线框位移x＝vt＝2.5d，此时通过线框的磁通量为零，C项错误，D项正确．