2023版高考物理一轮总复习第十一章专题七电磁感应中的图像问题课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第十一章专题七电磁感应中的图像问题课件，共32页。PPT课件主要包含了分析图像的关键，图Z7-1，答案BC，图Z7­3，图D56，答案B，方法技巧，是时间单位为，图Z7-4，即知感应等内容，欢迎下载使用。

2.图像问题的解题步骤.
3.电磁感应中图像类选择题的两个常用方法.
突破 1 B­t 图像【典题 1】 (多选，2019 年山东济南联考)如图 Z7-1甲所示，正六边形导线框 abcdef 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示.t＝0 时刻，磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边 cd 所受安培力的方向水平向左为正.则下面关于感应电流 i 和 cd
所受安培力 F 随时间 t 变化的图像正确的是(
解析：由图乙可知磁感应强度变化率分段为恒定值，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势分段恒定，由闭合电路欧姆定律可知感应电流分段恒定，且两段时间相等，故 A 正确，B 错误；由安培力公式 F＝BIL 可知，cd 所受安培力 F 随时间 t 变化的图像正确的是图 C.答案：AC
【考点突破1】(多选，2020年北京海淀质检)如图Z7-2甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流 I 沿顺时针方向为正方向，规定竖直向上为磁场的正方向.图乙表示铜环中的感应电流 I 随时间 t 变化的图像，则磁场 B 随
时间 t 变化的图像可能是图中的(甲图 Z7-2
解析：由图乙知，0～1 s，铜环中的感应电流是一个定值，方向为顺时针方向；1～3 s，铜环中的感应电流为零，3～5 s 铜环中的感应电流为一个定值，且方向为逆时
针方向，大小小于 0～1 s 的电流大小，根据电磁感应定律可判断，0～1 s 磁感应强度增大，且是均匀增大，1～3 s磁感应强度不变，3～5 s 磁感应强度减小，且是均匀减小，磁场方向为竖直向上，为正方向；或者根据电磁感应定律可判断，0～1 s 磁感应强度减小，且是均匀变小，1～3 s磁感应强度不变，3～5 s 磁感应强度变大，且是均匀增大，磁场方向为竖直向下，为负方向.
突破 2 i­t 图像【典题 2】(2020 年浙江选考)如图 Z7-3 所示，半径为R 的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一半径小于 R 的圆形导线环沿着它们圆心连线的方向匀速穿过磁场区域，关于导线环中的感应电流 i 随时间 t 的变化关系，下列图像中(以逆时针方向为电流的正方向)最符合实际的
解析：圆形导线开始进入磁场过程中，磁通量向里增加，根据楞次定律和安培定则可知，电流方向为逆时针，即为正方向；当圆形导线出磁场过程中，回路中磁通量向里减小，根据楞次定律和安培定则可知，产生的感应电流为顺时针，即为负方向；圆形导线环小于磁场的圆形面积，全部进入里面时，磁通量不变化，不产生感应电动势，电流为零，设经过 t 时间圆形导线的位置如图 D56 所示.
有效切割长度为 PQ＝L，根据图中几何关系可得 L＝2Rsin θ，产生的感应电动势 e＝BLv＝2BRvsin θ，θ随时间先增大后减小，最大等于 90°，进入过程中有效长度先增大后减小，故当圆形导线进入磁场时，产生感应电流的大小先增大然后再减小，当离开磁场时产生感应电流的大小也是先增大再减小，不是线性变化，故 B 正确.
对于导体框切割磁感线产生感应电流的图
像问题，应弄清导体框中充当电源的部分(注意有效切割长度)，由闭合电路欧姆定律判断出感应电流的变化及解析式，从而判断出电流随时间变化的关系.
【考点突破 2】(2021 年广东深圳月考)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为 L 的正方形线框 abcd，被限制在沿 ab方向的水平直轨道自由滑动.bc 边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域 efg，直角边 ge 和 ef 的长也等于 L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图 Z7­4 所示，线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为 t＝0 时刻，设逆时针方向为电流的正方向.则感应电流 i-t 图像正确的
解析：bc 边的位置坐标 x 在 0～L 的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿 a→b→c→d→a，为正值.线框 bc 边有效切线长度为l＝L－vt，感应电动势为E
＝Blv＝B(L－vt)·v，均匀减小，感应电流 i＝
电流均匀减小.同理，x 在 L～2L 过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿 a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小.故 ABC 错误，D 正确.答案：D
突破 3 F安­t 图像【典题 3】(2019 年广东广州模拟)如图 Z7-5 甲所示，梯形硬导线框 abcd 固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系，t＝0 时刻磁场方向垂直纸面向里.在 0～5t0 时间内，设垂直ab 边向上为安培力的正方向，线框 ab 边受到该磁场对它
的安培力 F 随时间 t 变化的关系图为(
解析：由图乙可知，在 0～2t0 时间内，梯形硬导线框
abcd 内磁感应强度变化率为
abcd 面积为 S，根据法拉第电磁感应定律，回路中产生的
，根据楞次定律可判断出感应电流
方向为顺时针方向，在0～t0 时间内，由左手定则可判断出
线框 ab 边受到该磁场对它的安培力 F 方向为向上(正值)，
且大小随时间逐渐减小；在 t0～2t0 时间内，线框 ab 边受到该磁场对它的安培力 F 方向为向下(负值)，且大小随时间逐渐增大；同样方法可判断出：在 3t0～4t0 时间内，线框 ab 边受到该磁场对它的安培力 F 方向为向上(正值)，且大小随时间逐渐减小；在 4t0～5t0 时间内，线框 ab 边受到该磁场对它的安培力 F 方向为向下(负值)，且大小随时间逐渐增大；所以线框 ab 边受到该磁场对它的安培力 F 随时间 t 变化的关系图为 D.
【考点突破 3】(2021 年广东深圳月考)如图 Z7-6 甲所示，绝缘水平桌面上水平放置着一硬质金属线框，空间存在与桌面垂直、大小随时间按如图乙所示变化的匀强磁场，t＝0 时刻磁场方向垂直于桌面向下，虚线 MN 为磁场边界.在 t＝0 到 t＝t2 的时间内金属线框始终静止，则线框所受的摩擦力 ( 以向右为正方向 ) 随时间的变化图线正确的是
解析：根据 B­t 图像，由楞次定律可知线框中感应电流方向一直为顺时针方向，根据法拉第电磁感应定律得 E
S，由闭合电路欧姆定律得 I＝
，则 0～t2 时间内感
应电流的方向和大小均不变，根据左手定则可知，在 0～t1时间内，安培力方向向左，故线框所受的摩擦力方向向右，在 t1 时刻，磁场的方向发生变化，安培力方向反向，摩擦力方向反向，由安培力大小 F＝BIL 可知安培力的大小随磁感应强度 B 的变化而变化，ABD 错误，C 正确.答案：C
突破 4 v­t 图像【典题 4】(多选，2020 年湖南永州模拟)如图 Z7-7 甲所示，在光滑水平面上用恒力 F 拉一质量为 m、边长为 a、电阻为 R 的单匝均匀正方形铜线框，在 1 位置以速度 v0进入磁感应强度为 B 的匀强磁场并开始计时.若磁场的宽度为 b(b>3a)，在 3t0 时刻线框到达 2 位置速度又为 v0，并
开始离开匀强磁场.此过程中 v-t 图像如图乙所示，则(
图 Z7-7D.线框从 1 位置运动到 2 位置的过程中，线框中产生的焦耳热为 Fb
解析：根据图像可知在 t0～3t0 时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于 F，根据牛顿第二定律可得加速度为
故 A 错误；t＝0 时刻，线框右侧边 MN 的两端电压为外电压，线框产生的感应电动势为 E＝Bav0，外电压即 MN 间
，故 C 正确；由图可知，线框
在位置 1 和位置 2 时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有 Fb－W安＝ΔEk＝0，解得 W安＝Fb，故产生的焦耳热为 Fb，故 D 正确.答案：CD
【考点突破 4】(多选，2021 年安徽淮北模拟)如图 Z7-8所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，从不同高度由静止释放，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 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，不计空气阻力影响，则线框下落过程中速度 v 随
时间 t 变化的图像可能正确的是(
解析：进入磁场前，线框做自由落体运动，ab 边进入磁场时，如果安培力大于重力，线框减速运动，安培力减小，合力减小，加速度减小，有可能在 cd 边进入磁场前安