20xx人教版高中物理選修3-2專題二電磁感應(yīng)中的圖象問題(已修改)
2024-12-03 22:44 本頁面
【正文】 小專題 (二 ) 電磁感應(yīng)中的圖象問題 1 ． 電磁感應(yīng)現(xiàn)象相關(guān)的圖象 ：主要包括 B － t 圖象、 Φ － t圖象、 E － t 圖象、 I － t 圖象、 F － t 圖象，還可能涉及感應(yīng)電動勢 E 和感應(yīng)電流 I 隨線圈位移 x 變化的圖象，即 E － x 圖象和I － x 圖象． 2 ． 解題關(guān)鍵 (1) 弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵． (2) 對于圖象問題，應(yīng)做 “ 三看 ”“ 三明確 ” ，即 ① 看軸 —— 看清變量． ② 看線 —— 看圖線的形狀． ③ 看點(diǎn) —— 看特殊點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)． ④ 明確圖象斜率的物理意義． ⑤ 明確截距的物理意 義． ⑥ 明確 “ ＋ ”“ － ” 的含義． 3 ． 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 Φ － t 圖象，或者E － t 圖象、 I － t 圖象等． (2) 分析電磁感應(yīng)的具體過程． (3) 用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系． (4) 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式． (5) 根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等． (6) 判斷圖象 ( 或畫圖象或應(yīng)用圖象解決問題 ) ． 4 ． 電磁感應(yīng)中的圖象主要分類 (1) 由給定的電磁感應(yīng)過程選正確的圖象． (2) 由給定的有關(guān)圖象分析電 磁感應(yīng)過程求解相應(yīng)的物理量． (3) 由給定的電磁感應(yīng)過程畫出相應(yīng)的正確圖象． 由給定的電磁感應(yīng)過程選正確的圖象 (2020 全國新課標(biāo) Ⅰ 卷 ) 如右圖所示，在水平面 ( 紙面 ) 內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒 ab 、 ac 和 MN ，其中 ab 、 ac 在 a 點(diǎn)接觸，構(gòu)成 “V ” 字形導(dǎo)軌． 空間存在垂直于紙面的均勻磁場．用力使 MN 向右勻速運(yùn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動中 MN 始終與 ∠ b ac 的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流 i 與時(shí)間 t 的關(guān)系圖線可能正確的是 ( ) 解析： 本題為電磁感應(yīng)和電路的題目，所以應(yīng)從動生感應(yīng)電動勢和閉合電路歐姆定律角度入手． 設(shè)圖示位置時(shí) a 距棒的距離為 l0，導(dǎo)體棒勻速切割磁感線的速度為 v ，單位長度金屬棒的電阻為 R0，導(dǎo)軌夾角為 θ ，運(yùn)動時(shí)間 t 時(shí)，切割磁感線的導(dǎo)體棒長度 l＝ 2( l0＋ v t )tan θ2，有效電路中導(dǎo)體棒長度 l 總 ＝ l＋2 ? l0＋ v t ?cos θ2，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的 感應(yīng)電動勢 e ＝ Bl v ＝ 2 B v ( l0＋ v t )tan θ2，電路中總電阻 R＝ R0l 總 ＝ R0????????2 ? l0＋ v t ? ta nθ2＋2 ? l0＋ v t ?cosθ2，所以 i ＝eR＝2 B v ? l0＋ v t ? tan θ2R0????????2 ? l0＋ v t ? ta n θ2＋2 ? l0＋ v t ?cosθ2 ＝B v tan θ2R0????????tan θ2＋1cos θ2，即 i 為恒定值，與 t 無關(guān)，選項(xiàng) A 正確． 答案： A 1 － 1 ： (2020 全國新課標(biāo)
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