2020年高考物理一轮复习热点题型专题25法拉第电磁感应综合问题.doc免费

PAGE 1 2020年高考物理一轮复习热点题型专题25电磁感应综合问题 题型一　电磁感应中的图象问题 题型二　电磁感应中的动力学问题 题型三　电磁感应中的动力学和能量问题 题型一　电磁感应中的图象问题 1.题型简述 借助图象考查电磁感应的规律，一直是高考的热点，此类题目一般分为两类： (1)由给定的电磁感应过程选出正确的图象； (2)由给定的图象分析电磁感应过程，定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象.常见的图象有B－t图、E－t图、i－t图、v－t图及F－t图等. 2.解题关键 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键. 3.解题步骤 (1)明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、I－t图等； (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的对应关系； (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式； (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. 4.常用方法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项. (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断. 【例题1】（2019·新课标全国Ⅱ卷）如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面 夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于 导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放， 两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度变小恰好为零，从PQ进入磁场 开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是 【答案】AD 【解析】于PQ进入磁场时加速度为零，AB．若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场，则PQ出磁场后至MN进入磁场的这段时间，由于磁通量φ不变，无感应电流。由于PQ、MN同一位置释放，故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同，所以电流大小也应该相同，A正确B错误；CD．若PQ出磁场前MN已经进入磁场，由于磁通量φ不变，PQ、MN均加速运动，PQ出磁场后，MN由于加速故电流比PQ进入磁场时电流大，故C正确D错误。 【例题2】(2018·全国卷Ⅱ·18)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下.一边长为eq \f(3,2)l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动.线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是(　　) 【答案】　D 【解析】　设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i. 线框位移 等效电路的连接 电流 0～eq \f(l,2) I＝2i(顺时针) eq \f(l,2)～l I＝0 l～eq \f(3l,2) I＝2i(逆时针) eq \f(3l,2)～2l I＝0 分析知，只有选项D符合要求. 【例题3】(多选)(2018·湖北省黄冈市期末调研)如图所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为m，电阻为R，边长为L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导线横截面的电荷量为q，选项中P－t图象和q－t图象均为抛物线，则这些量随时间变化的图象正确的是(　　) 【答案】　CD 【解析】　线框切割磁感线运动，则有运动速度v＝at，产生感应电动势E＝BLv，所以产生感应电流i＝eq \f(BLv,R)＝eq \f(BLat,R)，故A错误；对线框受力分析，由牛顿第二定律得F－F安＝ma，F安＝BLi＝eq \f(B2L2at,R)，解得：F＝ma＋eq \f(B2L2at,R)，故B错误；电功率P＝i2R＝eq \f(?BLat?2,R)，P与t是二次函数，图象为抛物线，故C正确；由电荷量表达式，则有q＝eq \f(BL·\f(1,2)at2,R)，q与t是二次函数，图象为抛物线，故D正确. 【例题4】(多选)(2018·广西北海市一模)如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止.规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导