魏萍萍图像问题.ppt

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1、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用专题之专题之电磁感应的图像问题电磁感应的图像问题高考考纲：高考考纲：法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 2 2 考点考点 要求要求 考点分析：考点分析：考点考点五年考查频数五年考查频数电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题电磁感应中的综合问题问题电磁感应中的综合问题问题4次次 5次次 5次次 14次次 15次次(2014年附中一模年附中一模 18)水平方向的匀强磁场分布在宽度为水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区

2、域内的某矩形区域内,该区域的上下边该区域的上下边界界MN、PS是水平的。有一个边长为是水平的。有一个边长为L的正方形导线框的正方形导线框abcd。从。从ab边距磁边距磁场上边界场上边界MN的高度为的高度为L/3的的A处由静止释放，已知当线框处由静止释放，已知当线框ab边到达边到达MN时时线框刚好做匀速直线运动。以线框刚好做匀速直线运动。以MN上的上的O点为坐标原点，竖直向下为点为坐标原点，竖直向下为x坐标坐标轴，规定逆时针方向为感应电流的正方向，则以下关于线框中的感应电轴，规定逆时针方向为感应电流的正方向，则以下关于线框中的感应电流流i与与ab的位置坐标的位置坐标x的关系图像，可能正确的是：的

3、关系图像，可能正确的是：(2014年附中二模年附中二模 18)等腰直角区域等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，直角的匀强磁场，直角边边CF的长度为的长度为2L。现有电阻为。现有电阻为R的闭合直角梯形导线框的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定的速以恒定的速度水平度水平v向右匀速通过磁场。向右匀速通过磁场。t=0时刻恰好位于图示位置，规定导线框中感时刻恰好位于图示位置，规定导线框中感应电流沿逆时针方向为正，则感应电流应电流沿逆时针方向为正，则感应电流i与时间与时间t的关系图像正确的是的关系图像正确的是（2014年哈三中一模年哈三中一模 18）固

4、定在水平面桌上的光滑金属框架固定在水平面桌上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属圆环与金属框架接触良好。在两根导轨的端点属圆环与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间接一个电阻，其他之间接一个电阻，其他部分电阻忽略不计。先用一水平向右的外力部分电阻忽略不计。先用一水平向右的外力F作用在金属圆环上，使金属圆环作用在金属圆环上，使金属圆环由静止开始向右在框架上滑动。图二为一段金属圆环受到的安培力由静止开始向右在框架上滑动。图二为一段金属圆环受到的安培力f随时间随时间t变变化关系，这图三中可以表示外力化关系，这图三中可以表示外力F随时间随时间

5、t变化关系的图像是：变化关系的图像是：思维导图思维导图：图像图像E-tI-tF安安-tE=BLV方向：右手定则、方向：右手定则、楞次定律楞次定律F安=BIL方向：左手定则方向：左手定则F合=mav=v0+at导体切割磁感线的有效长度导体切割磁感线的有效长度画出导体切割磁感线的有效长度画出导体切割磁感线的有效长度基础题基础题基础题基础题1.1.1.1.如图如图如图如图1 1 1 1所示，一宽所示，一宽所示，一宽所示，一宽40cm40cm40cm40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂的匀强磁场区域，磁场方向垂的匀强磁场区域，磁场方向垂的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向。一边长为直纸面向。一边长为直纸面

6、向。一边长为直纸面向。一边长为20cm20cm20cm20cm的正方形导线框位于纸面内，以的正方形导线框位于纸面内，以的正方形导线框位于纸面内，以的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度垂直于磁场边界的恒定速度垂直于磁场边界的恒定速度垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/sv=20cm/sv=20cm/sv=20cm/s通过磁场区域，在运通过磁场区域，在运通过磁场区域，在运通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。(以以以以

7、逆时针方向为电流的正方向逆时针方向为电流的正方向逆时针方向为电流的正方向逆时针方向为电流的正方向)取它刚进入磁场的时刻取它刚进入磁场的时刻取它刚进入磁场的时刻取它刚进入磁场的时刻t=0t=0t=0t=0，在图在图在图在图2 2 2 2所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是的是的是的是图140cm40cm 12 3 4 51 2 3 4 51 23 4 51 2 3 4 5ABCD图图22.(132.(13年山东年山东)如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀

8、强如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为磁场区域，其直角边长为L L，磁场方向垂直纸面向外，磁感，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为应强度大小为B B。一边长为。一边长为L L总电阻为总电阻为R R的正方形导线框的正方形导线框abcdabcd，从图示位置开始沿，从图示位置开始沿x x轴正方向以速度轴正方向以速度v v匀速穿过磁匀速穿过磁 场区域。场区域。取沿取沿abcdaabcda的感应电流为正，则图乙中表示线框中的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流电流i i随随bCbC边的位置坐标边的位置坐标x x变化的图象正确的是（变化的图象正确的是（）直击高考直击高考3 3

9、3 3.（09090909年鞍山）年鞍山）年鞍山）年鞍山）如图所示，一闭合直角三角形线框以速如图所示，一闭合直角三角形线框以速如图所示，一闭合直角三角形线框以速如图所示，一闭合直角三角形线框以速度度度度v v v v匀速穿过匀强磁场区域从匀速穿过匀强磁场区域从匀速穿过匀强磁场区域从匀速穿过匀强磁场区域从BCBCBCBC边进入磁场区开始计时，边进入磁场区开始计时，边进入磁场区开始计时，边进入磁场区开始计时，到到到到A A A A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流

10、的情况(以逆时针方向为电流的正方向以逆时针方向为电流的正方向以逆时针方向为电流的正方向以逆时针方向为电流的正方向)是如下图所示中的是如下图所示中的是如下图所示中的是如下图所示中的ABCABCD直击高考直击高考4.4.(09(09年全国卷年全国卷)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为线间的距离为l l，磁场方向垂直纸面向里，磁场方向垂直纸面向里.abcd.abcd是位于纸面是位于纸面内的梯形线圈，内的梯形线圈，adad与与bcbc间的距离也为间的距离也为l.t=0l.t=0时刻，时刻，bcbc边与磁边与磁场区域边界重合场区域边界重合(如图如图).)

11、.现令线圈以恒定的速度现令线圈以恒定的速度v v沿垂直于沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿取沿abcdaabcda的的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流流I I随时间随时间t t变化的图线可能是（变化的图线可能是（）直击高考直击高考5.（13年年 全国新课标）全国新课标）如图，在光滑水平桌面上有一边长为如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（dL）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁

12、）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0是导线框是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是图像中，可能正确描述上述过程的是直击高考直击高考6 6（0909年年 天津）天津）如图，一个边长为如图，一个边长为l l的正方形虚线框内有垂直的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l l的正方形导线框所在的正方形导线框

13、所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线平面与磁场方向垂直；虚线框对角线abab与导线框的一条连垂直，与导线框的一条连垂直，baba的延长线平分导线框。在的延长线平分导线框。在t t0 0时，使导线框从图示位置开始时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿以恒定速度沿abab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示示i-ti-t关系的图示中，可能正确的是关系的图示中，可能正确的是（）直击高考直击高考7.如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方

14、向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直.现使线框以速度v匀速穿过磁场区域,若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电动势方向为正，B垂直纸面向里为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流及电功率的四个图象正确的是()8.如图所示底边长为如图所示底边长为2L的三角形框架，以一定的速度匀速通的三角形框架，以一定的速度匀速通过两个磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，磁过两个磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，磁场区域的宽度均为场区域的宽度均为L，则以下关于整个三角形框架通

15、过磁场的，则以下关于整个三角形框架通过磁场的过程中感应电流的变化图像正确的是（取逆时针方向为正）过程中感应电流的变化图像正确的是（取逆时针方向为正）9.9.(2012(2012年高考年高考 重庆卷重庆卷)如图所示，正方形区域如图所示，正方形区域MNPQMNPQ内有垂内有垂直纸面向里的匀强磁场在外力作用下，一正方形闭合刚性导直纸面向里的匀强磁场在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿线框沿QNQN方向匀速运动，方向匀速运动，t=0t=0时刻，其四个顶点时刻，其四个顶点MM、NN、PP、QQ恰好在磁场边界中点下列图象中能反映线框所受安培力恰好在磁场边界中点下列图象中能反映线框所受安培力f f的大小随

16、时的大小随时 间间t t变化规律的是（）变化规律的是（）注意题中注意题中注意题中注意题中规定的力规定的力规定的力规定的力的正方向的正方向的正方向的正方向1.1.1.1.图图图图1 1 1 1中中中中A A A A是一边长为是一边长为是一边长为是一边长为l l 的方形的方形的方形的方形线框线框线框线框,电阻为电阻为电阻为电阻为R R R R。以恒定的速度。以恒定的速度。以恒定的速度。以恒定的速度v v v v沿沿沿沿x x x x轴运动，并穿过匀强磁场轴运动，并穿过匀强磁场轴运动，并穿过匀强磁场轴运动，并穿过匀强磁场B B B B区域。区域。区域。区域。若以若以若以若以x x x x轴正方向作为

17、力的正方向，轴正方向作为力的正方向，轴正方向作为力的正方向，轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间线框在图示位置的时刻作为时间线框在图示位置的时刻作为时间线框在图示位置的时刻作为时间的零点的零点的零点的零点,则磁场对线框的作用力则磁场对线框的作用力则磁场对线框的作用力则磁场对线框的作用力F F F F随时间随时间随时间随时间t t t t的变化图线为的变化图线为的变化图线为的变化图线为Al图1xl3lBF图21234512 34512 34 512345ABCDFFF练习反馈练习反馈2.（2009年山东高考）年山东高考）如图所示，一导线弯成半径为如图所示，一导线弯成半径为a的半圆

18、的半圆形闭合回路。虚线形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直向右匀速进入磁场，直径径CD始络与始络与MN垂直。从垂直。从D点到达边界开始到点到达边界开始到C点进入磁场为止，点进入磁场为止，下列结论正确的是（下列结论正确的是（）A感应电流方向不变感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力段直线始终不受安培力C感应电动势最大值感应电动势最大值EBavD感应电动势平均值感应电动势平均值 3 3（1111年年 广东）广东）如图所示，在如图所示，在x0 x0的区域内存

19、在匀强磁场，的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于磁场的方向垂直于xyxy平面（纸面）向里。具有一定电阻的平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框矩形线框abcdabcd位于位于xyxy平面内，线框的平面内，线框的abab边与边与y y轴重合。令线轴重合。令线框从框从t=0t=0的时刻起由静止开始沿的时刻起由静止开始沿x x轴正方向做匀加速运动，轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流则线框中的感应电流I I随时间随时间t t的变化图线的变化图线I It t图可能是下图可能是下图中的哪一个？图中的哪一个？（取逆时针方向的电流为正）（取逆时针方向的电流为正）()()0 xyabtI0tI0tI0

20、tI0CAB D4 4.如图如图如图如图1 1示，边长示，边长示，边长示，边长a=0.1ma=0.1m，电阻，电阻，电阻，电阻R=0.2R=0.2的正方形线框，以的正方形线框，以的正方形线框，以的正方形线框，以速度速度速度速度v=0.2m/sv=0.2m/s匀速穿过宽度均为匀速穿过宽度均为匀速穿过宽度均为匀速穿过宽度均为a a的两个匀强磁场，这两个的两个匀强磁场，这两个的两个匀强磁场，这两个的两个匀强磁场，这两个磁场的方向相反，都和纸面垂直，磁感应强度磁场的方向相反，都和纸面垂直，磁感应强度磁场的方向相反，都和纸面垂直，磁感应强度磁场的方向相反，都和纸面垂直，磁感应强度B B的大小均为的大小均

21、为的大小均为的大小均为0.5T0.5T，线框运动方向与线框的一边平行且与磁场边缘垂直，线框运动方向与线框的一边平行且与磁场边缘垂直，线框运动方向与线框的一边平行且与磁场边缘垂直，线框运动方向与线框的一边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向的电流为正方向，在穿过磁场的过程中，线框取逆时针方向的电流为正方向，在穿过磁场的过程中，线框取逆时针方向的电流为正方向，在穿过磁场的过程中，线框取逆时针方向的电流为正方向，在穿过磁场的过程中，线框中产生的感应电流随时间变化的图象是图中产生的感应电流随时间变化的图象是图中产生的感应电流随时间变化的图象是图中产生的感应电流随时间变化的图象是图2 2中的中的中的中的图

22、图1 1 BB图图2 2 Bt I/A 00.50.051.5-0.051AtI/A 00.50.11.5-0.051DtI/A 00.50.051.5-0.051Ct I/A 00.50.051.5-0.115（全国卷）（全国卷）如图所示，在空间中存在两个相邻的，磁感应如图所示，在空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等，方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为强度大小相等，方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，

23、能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是（）6.（广东卷）（广东卷）如图所示，一个边长为如图所示，一个边长为a、电阻为、电阻为R的等边三的等边三角形线框，在外力作用下，以速度角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为匀速穿过宽度均为a的的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向，方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应针方向的电流为正。若从图

24、示位置开始，线框中产生的感应电流电流i与沿运动方向的位移与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中之间的函数图象，下面四个图中正确的是正确的是7.（天津卷）（天津卷）如如图图甲所示，两个垂直甲所示，两个垂直纸纸面的匀面的匀强强磁磁场场方向相方向相反，磁感反，磁感应应强强度的大小均度的大小均为为B，磁场区域的宽度均为，磁场区域的宽度均为a，一正，一正三角形（高度为三角形（高度为a）导线框）导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流应电流I与线框移动距离与线框移

25、动距离x的关系图象正确的是（的关系图象正确的是（）8（2007全国全国2卷）卷）如图所示，在如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。一导线框于纸面。一导线框abcdef位于纸面内，况的邻边都相互垂直，位于纸面内，况的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从示。从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框中的电动势为线框中的电动势的正方向，以下四个的正方向，以下四个-t关系示意图中正确的是（关系示意图中正确的是（）llll2l2labcdefPQROt1 2 3 41 2 3 4Ot1 2 3 4Ot1 2 3 4OtABCD