高考物理一輪復習 第九章 第3單元 電磁感應中的電路和圖象問題課件 (2).ppt

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必考部分 第九章電磁感應 第3單元電磁感應中的電路和圖象問題 網控基礎點提煉命題源 一 電磁感應與電路1 對電源的理解 在電磁感應現象中 產生感應電動勢的那部分導體相當于 如 切割磁感線的導體棒 內有磁通量變化的線圈等 2 對電路的理解 內電路是切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的線圈 除電源外其余部分是外電路 外電路由電阻 電容等電學元件組成 在外電路中 電流從 處流向 處 在內電路中 電流則從 處流向 處 1 電源2 高電勢低電勢低電勢高電勢 讀讀教材 二 電磁感應與圖象1 圖象類型 1 磁感應強度B 磁通量 感應電動勢E和感應電流I 隨時間t變化的圖象 即B t圖象 t圖象 E t圖象和I t圖象 2 對于切割磁感線產生感應電動勢和感應電流的情況 還常涉及感應電動勢E和感應電流I隨位移x變化的圖象 即E x圖象和I x的圖象 2 問題類型 1 由給定的電磁感應過程判斷或畫出正確的圖象 2 由給定的有關圖象分析電磁感應過程 求解相應的物理量 3 利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象 1 粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中 磁場方向垂直于線框平面 其邊界與正方形線框的邊平行 現使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場 如圖所示 則在移出過程中線框一邊a b兩點間的電勢差絕對值最大的是 練練基礎 題組一 電磁感應與電路 3 一矩形線圈位于一個方向垂直線圈平面向里的磁場中 如圖甲所示 磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示 以i表示線圈中的感應電流 以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正方向 則以下的i t圖中正確的是 題組二 電磁感應與圖象 4 如圖所示 等腰三角形內分布有垂直于紙面向外的勻強磁場 它的底邊在x軸上且長為2L 高為L 紙面內一邊長為L的正方形導線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域 在t 0時刻恰好位于圖中所示的位置 以順時針方向為導線框中電流的正方向 在下面四幅圖中能夠正確表示電流 位移 I x 關系的是 解析 線框勻速穿過磁場的過程中 有效長度l均勻增加 由E Blv知 電動勢隨位移均勻變大 x L處電動勢最大 電流I最大 從x L至x 1 5L過程中 線框兩邊都切割磁感線 總電動勢減小 電流減小 從x 1 5L至x 2L 左邊框切割磁感線產生的感應電動勢大于右邊框 故電流反向且增大 x 2L到x 3L過程中 只有左邊框切割磁感線 有效長度l減小 電流減小 綜上所述 只有C項符合題意 1 在電磁感應與電路問題中 應分清電源與外電路 區(qū)別電動勢與路端電壓 2 在閉合電路中 通過電源的電流由低電勢流向高電勢 在外電路中 電流由高電勢流向低電勢 3 圖象問題綜合了楞次定律 法拉第電磁感應定律以及閉合電路歐姆定律等知識 排除法是解決此類問題的好方法 小思考微總結 研細核心點練透經典題 1 對電磁感應中電源的理解 1 電源的正 負極可用右手定則或楞次定律判定 要特別注意在內電路中電流由負極到正極 2 電磁感應電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同 前者是由于導體切割磁感線產生的 公式為E Blv 其大小可能變化 變化情況可根據其運動情況判斷 而后者的電源電動勢在電路分析中認為是不變的 3 在電磁感應電路中 相當于電源的導體 或線圈 兩端的電壓與恒定電流的電路中電源兩端的電壓一樣 等于路端電壓 而不等于電動勢 除非切割磁感線的導體或線圈電阻為零 考點一電磁感應與電路 試題調研 答案 AC 名師歸納點題破疑 1 1 如圖甲所示 面積為0 1m2的10匝線圈EFG處在某磁場中 t 0時 磁場方向垂直于線圈平面向里 磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示 已知線圈與右側電路接觸良好 電路中的電阻R 4 電容C 10 F 線圈EFG的電阻為1 其余部分電阻不計 則當開關S閉合 電路穩(wěn)定后 在t 0 1s至t 0 2s這段時間內 類題練熟 A 電容器所帶的電荷量為8 10 5CB 通過R的電流是2 5A 方向從b到aC 通過R的電流是2A 方向從b到aD R消耗的電功率是0 16W 1 圖象問題的求解類型 考點二電磁感應與圖象 2 解決圖象問題的一般步驟 1 明確圖象的種類 即是B t圖象還是 t圖象 或者是E t圖象 I t圖象等 2 分析電磁感應的具體過程 3 用右手定則或楞次定律確定方向對應關系 4 結合法拉第電磁感應定律 歐姆定律 牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數關系式 5 根據函數關系式 進行數學分析 如分析斜率的變化 截距等 6 畫出圖象或判斷圖象 調研2 如圖所示 一直角三角形金屬框 向左勻速地穿過一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場 磁場僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內 該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同 且金屬框的下邊與磁場區(qū)域的下邊在一條直線上 若取順時針電流方向為感應電流的正方向 從金屬框左邊剛進入磁場開始計時 則金屬框穿過磁場過程中的感應電流隨時間變化的圖象是下列選項中的 試題調研 解析 當金屬框未全部進入磁場前 切割磁感線的有效長度為AB 如圖甲所示 所以隨著金屬框進入磁場 AB長度均勻增大 根據E Blv 感應電動勢均勻增大 感應電流均勻增大 根據右手定則 感應電流方向為逆時針方向 當線框出磁場時 切割磁感線的有效長度為CD 如圖乙所示 隨著線框磁場 CD均勻減小 感應電流均勻減小 根據右手定則 感應電流方向為順時針方向 選項C正確 答案 C 電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法 1 排除法 定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢 增大還是減小 變化快慢 均勻變化還是非均勻變化 特別是物理量的正負 排除錯誤的選項 沒有表示方向的正負時 優(yōu)先判斷方向有時會產生意想不到的效果 2 函數法 根據題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數關系 然后由函數關系對圖象作出分析和判斷 這未必是最簡捷的方法 但卻是最有效的方法 名師歸納點題破疑 2 1 多選 如圖甲所示 正六邊形導線框abcdef放在勻強磁場中靜止不動 磁場方向與線框平面垂直 磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示 t 0時刻 磁感應強度B的方向垂直紙面向里 設產生的感應電流以順時針方向為正 豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正 則下面關于感應電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是 類題練熟 解析 0 2s時間內 負方向的磁場在減弱 產生正方向的恒定電流 cd邊所受安培力向右且減小 2 3s時間內 電流仍是正方向 且大小不變 此過程cd邊所受安培力向左且增大 3 6s時間內 電流為負方向 大小不變 cd邊所受安培力先向右后變?yōu)橄蜃?故選A C 應用 數形結合 巧解圖象問題 答案 A 電磁感應圖象問題中數學工具的應用涉及感應電動勢或感應電流的大小的討論時 最好不要憑感覺判斷 一定要列出函數表達式 根據對感應電動勢和感應電流大小有影響的量的變化進行分析 討論 多維思考技法提煉 針對訓練 邊長為a的閉合金屬正三角形框架 左邊豎直且磁場右邊界平行 完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中 現把框架勻速水平向右拉出磁場 如圖所示 則下列圖象與這一過程相符合的是