高三物理一轮复习优质课件3：专题九 电磁感应中的电路和图象问题

解析：当线框进入磁场时，由右手定则可知，感应电流 方向顺时针，即电流为负值 I＝BRLv，时间 Δt1＝Lv，当线圈右 边进入磁感应强度为 2B 的匀强磁场，左边进入磁感应强度为 B 的磁场时，线框的感应电动势 E＝2BLv－BLv＝BLv，感应 电流 I＝BRLv，方向为顺时针，时间 Δt2＝Lv，当线框离开右侧 磁场，感应电流为2BRLv，且方向为逆时针，故选项 D 正确．
REP2＝0.4 A，得 RP＝9 Ω， 则 bc 段流过 P 的电流
IP＝URPP＝U9P.
I＝ER2＋
【答案】 见解析
()
【解析】线框进入磁场前做自由落体运动，为匀加速直线运动， 若线框下落高度较小，进入磁场时速度较小，线框内产生的感应 电流较小，线框所受安培力小于重力，则线框进入磁场的过程做 加速度逐渐减小的加速运动， 选项C有可能，若线框进入磁场时 速度较大，线框受到的安培力大于重力．线框进入磁场的过程做 加速度逐渐减小的减速运动，图象B有可能，若线框进入磁场时速 度合适，线框受到的安培力等于重力，线框进入磁场的过程做匀 速直线运动，图象D有可能，线框进入磁场时不可能做加速度逐渐 增大的减速直到匀速，故图象A没有可能．
答案：D
考点探究讲练
一、电磁感应中的图象问题探究
关于电磁感应图象问题的“四明确一理解” 1．四个明确 (1)明确图象所描述的物理意义． (2)明确图象中各种正、负号的含义． (3)明确斜率的含义． (4)明确图象和电磁感应过程之间的对应关系．
2．一个理解 理解三个相似关系及各自的物理意义 (1)v→Δv→ΔΔvt (2)B→ΔB→ΔΔBt (3)Φ →ΔΦ →ΔΔΦt (4)其中ΔΔvt ，ΔΔBt ，ΔΔΦt 分别反映了v、B、Φ变化的快慢．
【思路指导】 在原线圈ab中通过变化电流，则在线圈ab周
围产生变化的磁场，由于两线圈绕在同一铁芯上，所以通过线 圈cd的磁通量发生变化，在线圈cd两端产生感应电动势，由法拉 第 电 磁 感 应 定 律 和 楞 次 定 律 分 析 得 出 线 圈 ab 的 电 流 的 变 化 情 况．
【解析】 由题中(b)图可知，在 0～0.5 s 产生恒定电压， 根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈 cd 的磁通量均匀变 化，则 ab 线圈产生的磁感应强度 B 均匀变化，所以通过 ab 线圈的电流均匀变化，即ΔΔti为恒量，故选项 C 正确，选项 A、 B、D 错误．
c 点对应的圆盘转动的角速度 ω2＝45 rad/s. 圆盘产生的感应电动势 E2＝12Br2ω2＝0.9 V.
则 P 两端电压为 0.9 V.
(3)b 点时，定值电阻 R 中电流 IR＝0.1 A，与电流表示数
相等，说明这时 P 中电流为零，因此 ab 段，P 中电流为零．
对应于 c 点 P 处于导通状态，流过电流表的电流
3．图象类型
典例讲练
题型一 电磁感应中的图象问题
例1 (2014年全国卷Ⅰ)如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯 上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压 如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比， 则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的 是( )
【解析】 (1)ab 段：I 与 ω 的关系式 I＝1150ω. bc 段：I 与 ω 的关系式 I＝1010ω－210. (2)b 点对应的转动角速度 ω1＝15 rad/s，圆盘产生的电动 势 E1＝12Br2ω，解得 E1＝0.3 V 由于圆盘、电流表、导线电阻不计，因此 P 两端的电压 为 0.3 V.
【答案】 C
变式训练1 (2013年福建卷)如图，矩形闭合导体线框在匀强 磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边 和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终 保 持 与 磁 场 水 平 边 界 线 OO′ 平 行 ， 线 框 平 面 与 磁 场 方 向 垂 直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一 个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律
(1)根据图(b)写出ab、bc段对应的I与ω的关系式； (2)求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc； (3)分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式．
【思路指导】 金属圆盘转动时，其半径切割磁感线，由题
中b图可知对应a、b、c三点的电流和角速度从而可以确定，ab、 bc段I与ω的关系式，由法拉第电磁感应定律，求得b、c两点对 应的Ub、Uc，由电路并联规律求得相关电流．
第九章 电磁感应
专题九 电磁感应中的电路 和图象问题
基础自主温故
一、电磁感应中的图象问题
[考点自清] 1．图象类型 (1)随 时间t 变化的图象，如B t图象，Φ t图象，Et图象和It图 象． (2)随 位移x 变化的图象，如Ex图象和Ix图象．
2．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题类型
(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．
(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．
3．应用知识
左手定则、安培定则、右手定则、
楞次定律 、
法拉第电磁感应定律
、欧姆定律、牛顿运动定律，
函数图象等知识．
[基础自测]
1.如图所示，两个相邻的匀强磁场，宽度均为L，方向垂直纸面 向外，磁感应强度大小分别为B、2B.边长为L的正方形线框从位 置甲匀速穿过两个磁场到位置乙，规定感应电流逆时针方向为 正，则感应电流i随时间t变化的图象是( )
【答案】A
典例讲练
题型二 电磁感应中的电路问题
例2 (2013年广东卷)如图(a)所示，在垂直于匀强磁场B的平面 内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K 通过电刷与一个电路连接．电路中的P是加上一定正向电压才 能导通的电子元件．流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系 如图 (b)所示 ， 其 中 ab段和bc段均为直线，且 ab段过坐标原 点．ω＞0代表圆盘逆时针转动．已知：R＝3.0 Ω，B＝1.0 T，r ＝0.2 m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．