专题29 电磁感应中的图像问题
1.图象类型
电磁感应中主要涉及的图象有B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象。还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象,即E-x图象和I-x图象。
2.常见题型:图象的选择、图象的描绘、图象的转换、图象的应用。
题型特点:(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,定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象。
(3)利用给出的图象判断或画出新的图象。
3.应用知识
一般包括:左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等。
(1)四个规律:左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律。
(2)应用公式:①平均电动势E=n;②平动切割电动势E=Blv;③转动切割电动势E=Bl2ω;④闭合电路的欧姆定律I=;⑤安培力F=BIl;⑥牛顿运动定律的相关公式等所用规律。
4.解决这类问题的基本方法
(1)明确图象的种类,是B-t图象还是Φ-t图象,或者E-t图象、I-t图象等。
(2)分析电磁感应的具体过程。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、出磁场的转折点是解决问题的关键。
(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程。
(4)根据函数方程进行数学分析。如斜率及其变化、两轴的截距、图线与横坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义。
(5)画图象或判断图象。
5.电磁感应中图象类选择题的两个常见解法
(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),特别是物理量的正负,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作出分析和判断,这未必是最简捷的方法,但却是最有效的方法。
6.电磁感应中图象类选择题的两种常见解法
(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),特别是物理量的正负,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作出分析和判断,这未必是最简洁的方法,但却是最有效的方法。
7.电磁感应中图象问题的分析技巧
(1)对于图象选择问题常用排除法:先看方向再看大小及特殊点。
(2)对于图象的描绘:先定性或定量表示出所研究问题的函数关系,注意横、纵坐标表达的物理量及各物理量的单位,画出对应物理图象(常有分段法、数学法)。
(3)对图象的理解:看清横、纵坐标表示的量,理解图象的物理意义。
8.分析物理图象常用方法
(1)定性分析物理图象
①要明确图象坐标轴的意义;②借助有关的物理概念、公式、定理和定律做出分析判断。
(2)定量计算
①弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系;②挖掘图象中的隐含条件,明确有关图线所包围的面积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表示的物理意义。
(3)常见题目类型: