高中物理精典例题解析专题(电学图像专题)
高中物理精典例题解析专题(电学图像专题) 电磁感应中常常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I随时间的变化的图像，即B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x图和I-x图。 这些图像问题大体可分为两类：() 一、由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图像 例1、如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形 线框abcd的电阻为R1,ab=bc=cd=da=l,现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行．令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=O，电流沿abcda流动的方向为正． (1)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象． (2)在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象．
分析：本题是电磁感应知识与电路规律的综合应用，要求我们运用电磁感应中的楞次定律、法拉第电磁感应定律及画出等效电路图用电路规律来求解，是一种常见的题型。 解答：(1)令I0=Blv／R，画出的图像分为三段(如下图所示) t=0～l/v,i=-I0 t= l/v～2l/v,i=0 t=2l/v～3l/v,i=-I0
(2)令Uab=Blv，面出的图像分为三段(如上图所示) 小结：要求我们分析题中所描述的物理情景,了解已知和所求的，然后将整个过程分成几个小的阶段,每个阶段中物理量间的变化关系分析明确,最后规定正方向建立直角坐标系准确的画出图形
例2、如图所示，一个边长为a，电阻为R的等边三角形，在外力作用下以速度v匀速的穿过宽度均为a的两个匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向为电流的正方向，试通过计算，画出从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象
分析：本题研究电流随位移的变化规律，涉及到有效长度问题. 解答：线框进入第一个磁场时，切割磁感线的有效长度在均匀变化.在位移由0到a/2过程
中，切割有效长度由0增到23a ；在位移由a/2到a的过程中，切割有效长度由2
3a
减到0．在x=a/2时，，I=RavB23，电流为正．线框穿越两磁场边界时，线框在两磁场中切割磁感线产生的感应电动势相等且同向，切割的有效长度也在均匀变化．在位移由a到3a/2 过程中，切割有效长度由O增到23a。；在位移由3a/2到2a过程中，切割有效
长度由23a减到0.在x=3a/2时，I=RavB3电流为负．线框移出第二个磁场时的情况与进入第一个磁场相似,I一x图象如右图所示．
例3、如图所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1>i2．在t1，时刻将S断开，那么流过灯泡 的电流随时间变化的图象是图中的哪一个? ( ) R L 甲 F
B t/s
F/N
0 4 8 12 16 20 1 2 3 4 5
乙 图 14
分析: 本题是自感现象中的图像问题,相对于前面的两道例题要精确的画出图像有一定的难度. 解答:t1时刻将s断开,L中会产生自感电动势与灯泡A构成闭合回路。L中的电流会在i1的基础上减小。方向与i1一致，而A中的电流与原方向相反，最终减小为零． 因断开的S的瞬间。灯泡A中的电流比断开前大，故会闪亮一下再熄灭．答案选D
二、由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量 例4、（2001年全国物理）如图甲所示，一对平行光滑导轨，放在水平面上，两导轨间的距离l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及两轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，如图甲所示。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，侧得力F与时间t的关系如图14乙所示。求杆的质量m和加速度a。
分析: 本题已知图像要求利用电磁及力学知识求出相应的物理量，处理本类问题关键是要审清图像.
解答:导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：E=BLv=Blat ……①
闭合回路中的感应电流为
REI ……② 由安培力公式和牛顿第二定律得：F-BIl=ma……③ 由①、
②、③式得F=ma+RatlB22……④ 小结：图像的斜率、截距、面积等表征的物理意义或物理量是重点分析的内容,再运用力学知识、电磁学知识及电路规律来求解。
例5、 (2000年上海，10)如图 (a)，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图 (b) 所示．P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N．则 ……………………( )
A．tl时刻，N>G B．t2时刻，N>G C．t3时刻，N＜G D．t4时刻，N＝G 分析：本题以能力立意，综合考查由图像来分析、判断相关的物理过程，有一定的难度。 解答：难点是P、Q线圈中只要有一个电流为零，则相互作用力为零。答案选A、D 巩固练习 1、长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF用导线相连，如图所示，不考虑导线电阻，此装置匀速进入匀强磁场的过程（匀强磁场垂直纸面向里，宽度大于AE间距离），AB两端电势差u随时间变化的图像可能是：（ ）
A． B． C． D． 2、如下图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方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，有一边长为三的正方形导体线框，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流和电动势方向为正，B垂直纸面向里时为正，则以下四个图像中对此过程描述不正确的是：（ ）
3、 (1997年上海，一、4)一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图10一19所示．则图lO一20所示较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是(线圈中电流以图示箭头为正方向)……………( )
4、一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度Ｂ随时间变化的规律如图3－12所示，则图3－13中能正确反映线圈中感应电动势Ｅ随时间ｔ变化的图象是 ［ ］
A B D C E F
u t O u t O u t O u t O
Φ 图3－12 图3－13 5、(1999年全国，12)一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图 (a)所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图 (b)中所示的oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化．令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则…………………………………………………( ) A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B．E1C．E1D．E2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向
6、(2002·东城三点)矩形导线框abcd在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如下图所示．t=O时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里．在0—4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)，可能如下图中的： ( ) 7、如下图所示，用总电阻为R的均匀电阻线弯成图中的框架abcdea，各边长标示于图上．使框架以向右的速度v匀速通过宽为L，磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里． (1)计算后，在给出的坐标纸中定量作出框架在通过磁场的过程中，ab间的电压u随时间t变化的图像(以cd边刚进磁场为计时起点，a点电势高于b 点电势时u，为正) (2)求出框架在通过磁场的过程中，外力所作的功．
8、 (1996年全国，19)如图所示，abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框， 位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计．虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框a6边平行，磁场区域的宽度为2l，磁场磁感应强度为B，方向竖直向下．线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域．已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在图的i—x坐标系上定性画出：从导线框刚进人磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线．
9、 (2003年广东，18)在图所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B．半径为l，圆心角为60。的扇形导线框OPQ以角速度w绕。点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R． (1)求线框中感应电流的最大值I。和交变感应电流的频率f； (2)在图中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象．(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0) 10、．如图所示，abcd为一个闭合矩形金属线框，图中虚线为磁场右边界(磁场左边界很远)，它与线圈的ab边平行，等分bc边，即线框有一半位于匀强磁场之中，而另一半位于磁场之外，磁感线方向垂直线框平面向里．线框以ab边为轴匀速转动.t=O时的位置如图所示，在右面的坐标系上定性画出转动过程中线框内感应电流随时间变化的图像(只要求画出一个周期)．
参考答案: 1、C 2、答案：B 第1个L/v内．线框未进入磁场，φ=0，E= O，I=0，P=O第2个L/v内，线框匀速进入磁场，φ均匀增大，E=BLv，方向为正，I=E/R=Blv/R不变，方向为正。
P=RvlBRI2222不变 ， 第3个L/v内．线框由垂直纸面向里的磁场进入向外的磁场，磁通量φ先向里减小，后向外增大，B错，E=2BLv不变，方向为负，I=2BLv/R不变．方向为负 P=RvlBRI22224不变第4个L/v内，线圈出磁场。磁通量向外．减小E=BLv，方向为
正，I=E/R=Blv/R，方向为正，P=RvlBRI2222不变，所以A、C、D正确，不正确的选B． 3、B 4、A 5、答案:BD 解析：该题既考查了楞次定律法拉第电磁感应定律，又考查了图线的识别能力．首先，由图线oa段B大于零且随时间均匀增加知该段时间内B向里增强，且ΔB/Δt恒量．由楞
次定律知感应电流I1方向为逆时针方向，由法拉第电磁感应定律知E1=SBt4；对bc段，B大于零，即方向向里且逐渐减小，由楞次定律知感应电流I2的方向为顺时针，由法拉第电磁感应定律有E2=SBt1，式中△B与E1中△B相同，故E2=4E1，即E1对cd段，B为负，方向向外，且逐渐增强，由楞次定律得该段感应电流I3的方向为顺时针．由
专题06 电磁感应、交流电中的图像(解析版)—高中物理图像与方法
专题06 电磁感应、交流电中的图像目录一.电磁感应中的图像问题综述 (1)二.根据B -t 图像的规律，选择E -t 图像、I -t 图像 (1)三.根据线圈穿越磁场的规律，选择E t -图像、U t -图像、I t -图像或E －x 图像、 (5)U －x 图像和I －x 图像 (5)四.根据自感、互感的规律，选择E t -图像、U t -图像、I t -图像 (8)五．借助图像分析电磁感应三定则一定律 (10)六．图像分析的综合应用 (12)七．交流电的变化规律图像的应用 (17)一.电磁感应中的图像问题综述电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化，从而推知感应电动势（电流）大小变化的规律，用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及 在坐标中的范围。
分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律 来分析。
有些问题还要画出等效电路来辅助分析。
另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实际过程 中去，又能根据实际过程的抽象规定对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判 断，这样，才抓住了解决图像问题的根本。
解决这类问题的基本方法：（1）明确图像的种类，是B t -图像还是t φ-图像，E t -图像，或者I t -图像。
对于切割 磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移 x 变化的图像，即E －x 图像和I －x 图像。
（2）分析电磁感应的具体过程。
（3）结合楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培定则、欧姆定律、牛顿运动定律等规律判断方向、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、两轴的截距等。
（5）画图像或判断图像。
二.根据B -t 图像的规律，选择E -t 图像、I -t 图像【分析要点】 电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化，产生的感应电动势为S B E nn nSk t t φ∆∆===∆∆，磁感应强度的变化率B k t ∆=∆是定值，感应电动势是定值，感应电流E I R r=+就是一个定值，在I t -图像上就是水平直线。
高考物理复习---电场中的图像问题考点PPT课件
像如图11所示，其中P点电势最高，且xAP<xPB，则
√A.q1和q2都是负电荷
B.q1的电荷量大于q2的电荷量
√C.在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点
左侧移到右侧，电势能先减小后增大
图11
D.一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小
解析 由题图知，越靠近两点电荷，电势越低，则 q1和q2都是负电荷，故A项正确； φ－x图像的切线斜率表示电场强度，则P点场强为 零，据场强的叠加知两点电荷在P处产生的场强等 大反向，即 kxqAP12＝kxqBP22，又 xAP<xPB，所以 q1 的电荷量小于 q2 的电荷量， 故 B 项错误； 由题图知，在A、B之间沿x轴从P点左侧到右侧，电势先增加后减小，则 负点电荷的电势能先减小后增大，故C项正确；
之间的电势差 D.点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
图19
345
解析 由x轴上的场强E随x的变化关系可知图线与x轴所围图形的面积表 示电势差，所以点电荷在x2和x4处电势能不相等，故A错误； 点电荷由x1运动到x3的过程中电场力做正功，电势能减小，故B正确； 由x轴上的场强E随x的变化关系可知图线与x轴所围图形的面积表示电势 差，x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差，故C正确； 点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小，故D错误.
345
5.(Ek－x图像)(多选)(2020·广东中山纪念中学模拟)如图20甲所示，a、b 是点电荷电场中同一电场线上的两点，一个带电粒子在a点由静止释放，
仅在电场力作用下从a点向b点运动，粒子的动能与位移之间的关系如图
乙所示，则下列说法中正确的是
A.带电粒子与场源电荷带异种电荷
高中物理电磁感应中的电路及图像问题专题讲解
磁场复习与巩固【知识网络】【要点梳理】要点一、几种常见磁场及磁感线的画法1．几种常见磁场（1）如图甲所示为条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线。
条形：磁体外部为非匀强磁场，磁极处最强；蹄形：蹄口内为匀强磁场。
（2）如图乙所示为直线电流形成的磁场的磁感线，其形态为围绕直导线的一族同心圆，是非匀强磁场，离导线越近，磁场越强。
说明：图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面，“·”号表示磁场方向垂直离开纸面。
（3）如图丙所示为环形电流形成磁场的磁感线，环内的磁场比环外的磁场强。
（4）通电螺线管的磁场：两端分别是N 极和S 极；管内是匀强磁场，磁感线方向由S 极指向N 极，管外为非匀强磁场，磁感线由N 极指向S 极，画法如图丁所示。
（5）直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场都可通过安培定则判断。
若知道了电流磁场的方向，也可以反过来判断电流的方向，若是自由电荷做定向移动时形成“等效电流”，也可用来判断“等效电流”的磁场。
3．对磁通量的理解（1）磁通量的定义公式Φ=BS 中的B 应是匀强磁场的磁感应强度，S 是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为⊥Φ=BS 。
如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S 投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积⊥S ，代入到⊥Φ=BS 中计算，应避免硬套公式BSsin Φ=θ或BScos Φ=θ。
如图所示，通过面S 的磁通量··⊥Φ==B S B Scos θ。
要点三、安培力1．对安培力方向的理解（1）安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。
在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。
（2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。
（3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行。
专题04 电场中的图像(解析版)—高中物理图像与方法
专题04 电场中的图像目录一.电场中的运动学图像 (1)1.v －t 图象 (1)2.其他运动学图像 ....................................................................................................................................... 3 二.电场中的φ－x 图像 ....................................................................................................................................... 6 三.电场中的E －x 图像问题 ............................................................................................................................. 10 四.电场中的E p －x 图像 (14)一.电场中的运动学图像1.v －t 图象【分析要点】1．由v t 图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a 的大小变化。
2．根据牛顿第二定律a ＝F m ＝Eqm，判断场强E 的大小变化。
3．根据v t 图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动，进而分析场强的方向。
4．进而由场强的大小和方向分析电场的其他性质，如电场线、等势面、电势、电势能的变化等． 【典例分析1】(多选)(2020·四川宜宾市第二次诊断)如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN 是其中的一条直线，线上有A 、B 、C 三点，一带电荷量为＋2×10－3 C 、质量为1×10－3 kg 的小物块从A 点由静止释放，沿MN 做直线运动，其运动的v －t 图象如图乙所示，其中B 点处的切线斜率最大(图中标出了该切线)，C 点处的切线平行于t 轴，运动过程中小物块电荷量保持不变，则下列说法中正确的是( )A ．A 、B 两点电势差U AB ＝－4 VB ．小物块从B 点到C 点电场力做的功W ＝10－2 J C ．B 点为AC 间电场强度最大的点，场强大小E ＝1 V/m D ．由A 到C 的过程中小物块的电势能先减小后变大 【答案】 BC【解析】 从A 到B 由动能定理：qU AB ＝12mv B 2，解得U AB ＝4 V ，选项A 错误；小物块从B 点到C 点电场力做的功W BC ＝12mv C 2－12mv B 2＝10－2 J ，选项B 正确；在B 点的加速度最大，则所受的电场力最大，则由图象：a ＝Δv Δt ＝45－3 m/s 2＝2 m/s 2；由Eq ＝ma ，解得E ＝1 V/m ，选项C 正确；由A 到C 的过程中小物块的动能一直增大，电场力一直做正功，则电势能一直减小，选项D 错误．【典例分析2】(2020·超级全能生11月联考)一带电粒子仅在电场力作用下从A 点开始以初速度为-v 0做直线运动，其v -t 图像如图所示。
高一物理电学专题提升专题06静电场中的“三类”典型的图象问题理解及应用
=专题06静电场中的“三类”典型的图象问题理解及应用一：专题概述在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关的图象，如：E x图象、φx图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v t图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题，此类问题一般以选择题的形式出现，难度中等．二：典例精讲1．电场中粒子运动的v—t图象典例1：两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。
则下列说法中正确的是()A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=1V/mB.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C.由C点到A点的过程中,电势逐渐升高D.A、B两点电势差U AB5V【答案】A2．电场中的E—x图象典例2：空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列说法中正确的是（)A.O点的电势最低B.x2点的电势最高C.x1和－x1两点的电势相等 D.x1和x3两点的电势相等【答案】C【解析】作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O电势最高，故A正确，B错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则x轴上关于O点对称位置的电势相等．故C正确；x和x两点在电场线的不同位置，13沿电场线电势降低，故两点电势不相等，故D错误；3．电场中的φ—x图象典例3：两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则下列选项说法错误的是：A.q1为正电荷，q2为负电荷B.q1电荷量大于q2的电荷量C.NC间场强方向沿x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功【答案】C三总结提升1.电场中粒子运动的v—t图象当带电粒子只在电场力作用下运动时,如果给出了粒子运动的速度图象,则从速度图象上能确定粒子运动的加速度方向、加速度大小变化情况,进而可将粒子运动中经历的各点的场强方向、场强大小、电势高低及电势能的变化等情况判定出来.2．电场中的E-x图象1.点电荷的E-x图象正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系的图象大致如图1和图2所示.图1图22.两个等量异种点电荷的E-x图象(1)两电荷连线上的E-x图象如图3.(2)两电荷连线的中垂线上的E-y图象如图4.图3图43.两个等量同种点电荷的E-x图象(1)两电荷连线上的E-x图象如图5.(2)两电荷连线的中垂线上的E-y图象如图6.图5图63．电场中的φ—x图象1.点电荷的φ-x图象(取无限远处电势为零)(1)正点电荷的φ-x图象如图1.(2)负点电荷的φ-x图象如图2.图1图22.两个等量异种电荷连线上的φ-x图象如图3.图33.两个等量同种电荷的φ-x图象(1)两正电荷连线上的φ-x图象如图4.(2)两正电荷连线的中垂线上的φ-y图象如图5.图4图5四提升专练1.如图所示，甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b。
第2课时 电学图像问题
考题3 电磁感应中的图像
1.三点关注
（1）关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向是正，还是负。
（2）关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图像变化相对应。
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（3）关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应。
A. B. C. D.
√
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解析：随着电压的升高灯泡电阻增大，所以灯泡的功率 ，则 图像的斜率增大，而 的斜率减小。
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（4）若将两个完全相同规格的小灯泡 按如图 所示电路连接，电源电动势 ，内阻 ，若调节滑片 使滑动变阻器 的功率是一个小灯泡功率的两倍，测此时每个小灯泡消耗的电功率为______ 。（结果保留2位有效数字）
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②根据电压表的读数 和电流表的读数 ，画出 图线如图 所示，可得电源的电动势 _____ ，内电阻 ______ （结果均保留2位有效数字）。
2.8
0.60
解析：由 ，则由题图 可知电源的电动势 ，内电阻 。
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（2）乙同学误将测量电路连接成如图 所示的电路，其他操作正确，根据电压表的读数 和电流表的读数 ，画出 图线如图 所示，可得电源的电动势 _____ ，内电阻 ______ （结果均保留2位有效数字）。
解析：选C。电子仅在电场力作用下运动，动能与电势能之和是恒定的，则电子从 向 运动的过程中，在 处的电势能最小，动能最大，速度最大，A错误； 图像的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在 处图像的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；电子从 向 运动的过程中， 处的图像斜率绝对值最大，则电场力最大，电场强度最大，C正确；电子从 向 运动的过程中，电子在 处电势能最大，但由于电子带负电，故在 处电势最低，D错误。
高考物理专题汇编物理图像法解决物理试题(一)含解析
高考物理专题汇编物理图像法解决物理试题(一)含解析一、图像法解决物理试题1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ）A ．电源的内阻为5ΩB ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3WD ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W【答案】D【解析】【详解】A ．根据闭合电路欧姆定律变形：U E Ir =-可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为：1.5V E =内阻为：1.0 1.55ΩΩ0.33r -== A 错误；B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得：U R I= 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误；C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起：-曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：两U IU≈0.125VI≈0.28A所以，小灯泡的功率为：==⨯≈P UI0.1250.28W0.035WC错误；D．回路中的总功率为：==⨯≈1.50.28W0.42WP EI总D正确。
故选D。
2．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s1＜s2）．初始时，甲车在乙车前方s0处．下列判断错误的是（）A．若s0＝s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次C．若s0＝s1，两车相遇1次D．若s0＝s2，两车相遇1次【答案】D【解析】【分析】【详解】由图线可知：在T时间内，甲车前进了s2，乙车前进了s1+s2；在t=T时，两车速度相同，若s0=s1+s2，则s0＞s1，两车不会相遇，故A正确；若s0+s2＜s1+s2，即s0＜s1，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，故B正确；若s0=s1，则s0+s2=s1+s2，即两车只能相遇一次，故C正确．若s0=s2，由于s1＜s2，则s1＜s0，两车不会相遇，故D错误；本题选错误的，故选D.3．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示，设0时刻出发，t1时刻二者速度相等，t2时刻二者相遇且速度相等。
高三物理综合专题讲义-第13讲-电学图像问题
第十三讲高考命题点命题轨迹情境图电场中的图象问题20171卷2017(1)20题电流中的图象问题20171卷23电学图像问题十三第 十 三 讲17(1)23题18(3)16题18(3)20题2018 3卷16、2017(2)20题电磁感应中的图象问题2017 2卷20 20182卷1820192卷21，3卷19第十三讲18(2)18题19(2)21题19(3)19题第十三讲Part 1 电场中的图像问题1．φ－x图象(如图1所示)(1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率的绝对值，电场强度为零处φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零．(2)在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．图1(3)在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断．(4)在φ－x图象中可以判断电场类型，如图2所示，如果图线是曲线，则表示电场强度的大小是变化的，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，则表示电场强度的大小是不变的，电场为匀强电场．第十三讲图2(5)在φ－x图象中可知电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向．2．E－x图象(电场方向沿x轴正方向为正)(1)E－x图象反映了电场强度随位移变化的规律，E>0表示电场强度沿x轴正方向；E<0表示电场强度沿x轴负方向．(2)在给定了电场的E－x图象后，可以由图线确定电场强度、电势的变化情况，E－x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差(如图3所示)，两点的电势高低根据电场方向判定．在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况．第 十 三 讲图4图5图3(3)在这类题目中，还可以由E －x 图象画出对应的电场，利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题．【例1】(多选)(2019·安徽蚌埠市第二次质检)电场中有一条电场线与x 轴重合，x 轴上各点的电场强度与位置的关系如图4所示，一质子只在电场力作用下，自坐标原点由静止释放沿x 轴正方向运动，已知Oa ＝ab ＝bc ＝d ，b 点电势φb ＝0.则下列结论正确的是( ) A ．质子沿x 轴做匀速直线运动 B ．质子在a 、c 两点的电势能相等C ．质子在a 、b 、c 三点的动能之比为2∶3∶4D ．坐标原点O 的电势为1.5E 0d【拓展训练1】(2019·江西省重点中学协作体第一次联考)将两个点电荷A 、B 分别固定在水平面上x 轴的两个不同位置上，将一带负电的试探电荷在水平面内由A 点的附近沿x 轴的正方向移动到B 点附近的过程中，该试探电荷的电势能随位置变化的图象如图5所示，已知x AC >x CB ，图中的水平虚线在C 点与图线相切，两固定点电荷带电荷量的多少分别用q A 、q B 表示．则下列分析正确的是( ) A ．两固定点电荷都带正电，且q A >q BB ．在AB 连线内，C 点的电场强度最小但不等于零第 十 三 讲图6图7C ．因试探电荷的电势能始终为正值，可知A 、B 两点间沿x 轴方向的电场强度始终向右【例2】(2019·陕西榆林市第二次模拟)某静电场的方向平行于x 轴，其电势φ随x 的分布如图6所示．一质量m ＝4×10－10kg 、电荷量q ＝2×10－9 C 的带负电粒子(不计重力)从(－1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x 轴上往返运动．则该粒子运动的周期为( )A.2＋25 s B ．0.6 s C ．0.1 s D.5＋52 s【拓展训练2】(2019·河南省高考适应性测试)如图7甲所示，M 、N 为正对竖直放置的平行金属板，A 、B 为两板中线上的两点．当M 、N 板间不加电压时，一带电小球从A 点由静止释放经时间T 到达B 点，此时速度为v .若两板间加上如图乙所示的交变电压，t ＝0时，将带电小球仍从A 点由静止释放，小球运动过程中始终未接触极板，则t ＝T 时，小球( )A ．在B 点上方 B ．恰好到达B 点C ．速度大于vD ．速度小于v【例3】(2019·安徽合肥市第二次质检)为了同时测量一电源的电动势E 和内阻r ，以及未知阻值的电阻R x ，某同学设计了一电路．实验室提供的器材如下：待测电源、待测电阻、电阻箱一个、内阻很大的电压表一只、开关两个、导线若干．Part 2 恒定电流中的图像问题第 十 三 讲图8(1)为实现上述目的，请完善图8甲实物图连接； (2)该同学实验的主要步骤有：①闭合S 1、S 2，多次调节电阻箱，并记录其阻值及对应的电压表的示数；②保持S 1闭合，断开S 2，多次调节电阻箱，并记录其阻值及对应的电压表的示数； ③根据记录的数据，作出两条1U －1R图线如图乙所示．由图线可得电动势E ＝________，内阻r ＝________，R x ＝________.(用图中a 、b 、c 表示)【拓展训练3】(2019·吉林省“五地六校”合作体联考)如图9所示为a 、b 两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是( )图9第十三讲A．电阻a的阻值随电流的增大而增大B．因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝1tan α＝1.0 ΩC．在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值D．在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻的电流是4 A1．解决电磁感应图象问题的“三点关注”(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向．(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应．(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应．2．解决电磁感应图象问题常用的“两个方法”(1)排除法；(2)函数法．【例4】(多选)(2019·全国卷Ⅱ·21)如图10，两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象可能正确的是()Part 3 电磁感应中的图像问题图10第十 三 讲图11图12【拓展训练4】(2019·广东广州市下学期一模)如图11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 变化的关系图，t ＝0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0～5t 0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( )【拓展训练5】(多选)(2019·东北三省四市教研联合体模拟)如图12所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 放置在同一水平面内，M 、P 之间接一定值电阻R ，金属棒ab 垂直导轨放置，金属棒和导轨的电阻均不计，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．t ＝0时对金属棒施加水平向右的外力F ，使金属棒由静止开始做匀加速直线运动．下列关于通过金属棒的电流i 、通过导轨横截面的电荷量q 、拉力F 和拉力的功率P 随时间变化的图象，正确的是( )第十三讲(限时45分钟)【1】(2019·陕西榆林市第二次模拟)如图1所示，单匝线圈abcd固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面．当磁场的磁感应强度B随时间t变化时，ab边受到的安培力恒定不变．则下列磁感应强度B随时间t变化的图象中可能正确的是()图1【2】(多选)(2019·四川省综合能力提升卷(三))空间有一沿x轴分布的电场，专题强化练习第 十 三 讲图3图4其电场强度E 随x 变化的图象如图2所示．－x 1、x 1、x 2、x 3是x 轴上的四个点，图象关于坐标原点O 中心对称，下列说法中正确的是( ) A ．－x 1处的电势比x 1的电势高B ．将正电荷由－x 1移到x 2，电势能先增大，后减小C ．将一负电荷由－x 1处由静止释放，若只受电场力作用，它将在－x 1和x 1之间往复运动D ．负电荷在4个点中位于x 2电势能最大【3】(多选)(2019·湖北恩施州教学质量检测)如图3所示为某静电场中x 轴上各点电势分布图，一个带电粒子在坐标原点O 由静止释放，仅在电场力作用下沿x 轴正向运动，则下列说法正确的是( ) A ．粒子一定带正电B ．粒子运动到坐标轴上x 2处速度最大C ．粒子从坐标轴上x 1处运动到x 3处，电场力的冲量为零D ．粒子从坐标轴上x 1处运动到x 2处，加速度先增大后减小【4】(2019·广东深圳市第二次调研)真空中，在x 轴上x ＝0和x ＝8 m 处分别固定两个电性相同的点电荷Q 1和Q 2.电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图4所示(x 轴正方向为场强正方向)，其中x ＝6 m 处E ＝0.将一个正试探电荷在x ＝2 m 处由静止释放(重力不计，取无穷远处电势为零)．则( ) A ．Q 1、Q 2均为负电荷B ．Q 1、Q 2带电荷量之比为9∶1C ．在x ＝6 m 处电势为0D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电势能一直减小【5】(2019·湖南长沙、望城、浏阳、宁乡四县市区3月调研)如图5所示，正方形导线框abcd 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，磁感应强度的方向垂直纸面向里．下列选项中能表示线框的ab 边受到的磁场力F 随时间t 的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)( )图5第十三讲【6】(多选)(2019·湖南娄底市下学期质量检测)如图6甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则()A．在t1时刻，F N>G，P有收缩的趋势B．在t2时刻，F N＝G，穿过P的磁通量不变C．在t3时刻，F N＝G，P中有感应电流D．在t4时刻，F N＞G，P有收缩的趋势图6【7】(2019·山西五地联考上学期期末)学校物理兴趣小组为探究多用电表欧姆挡的原理，决定自己动手设计一个欧姆表，其内部的结构图如图7甲所示，已知电源电动势E约为3 V，其他数值同学们都忘记了，所以同学们决定测量欧姆表的电源电动势和内阻．第 十 三 讲图7(1)两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱，直到电流表读数如图乙，电阻箱示数如图丙，则欧姆表的内阻约为________ Ω.(2)该小组同学把欧姆表的两表笔与电阻箱连接，根据记录的电阻箱阻值R 与多用电表电流挡的读数I ，在如图8所示坐标系中描点，请根据坐标系中所描点作出图象；图8(3)由图象可得欧姆表的电源电动势E ＝________ V ，欧姆表的内阻r ＝________ Ω.【8】(2019·广西钦州市第三次质检)某小组通过实验测绘一个标有“5.0 V 7.5 W ”某元件的伏安特性曲线，电路图如图9甲所示，备有下列器材：第十三讲图9A．电池组(电动势为6.0 V，内阻约为1 Ω)B．电压表(量程为0～3 V，内阻R V＝3 kΩ)C．电流表(量程为0～1.5 A，内阻约为0.5 Ω)D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)E．定值电阻R1(电阻值为1.5 kΩ)F．定值电阻R2(电阻值为3 kΩ)G．开关和导线若干(1)实验中所用定值电阻应选________(填“E”或“F”)．(2)根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整．(3)某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是________V，元件两端电压是第 十 三 讲________V .(4)通过实验数据描绘出该元件的伏安特性曲线如图丁所示．若把两个同样的该元件并联后与电动势为4.5 V 、内阻为1.5 Ω的电源相连接，则此时每个元件的电阻值均为________Ω.(计算结果保留2位有效数字)Part1电场中的图像问题 【例1】答案 CD解析 由E －x 图象和F ＝qE 可知质子沿x 轴先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速直线运动，最后做加速度增大的加速直线运动，故A 错误；质子一直做加速直线运动，电场力做正功，电势能减小，故B 错误；由E －x 图象与x 轴所围“面积”表示电势差，因此U Oa ＝E 0d ，U Ob ＝32E 0d ，U Oc ＝2E 0d ，由动能定理有E k a ＝qU Oa ＝qE 0d ，E k b ＝qU Ob ＝32qE 0d ，E k c ＝qU Oc ＝2qE 0d ，所以质子在a 、b 、c 三点的动能之比为2∶3∶4，故C 正确；根据U Ob ＝φO －φb 可得坐标原点O 的电势为φO ＝1.5E 0d ，故D 正确．【拓展训练1】答案 D解析 负试探电荷从A 运动到C ，电势能降低，则从A 到C 电势逐渐升高，电场方向从C 到A ；负电荷从C 到B 电势能增加，则电势逐渐降低，则电场方向从C 到B .即电场方向先沿x 轴负方向，后沿x 轴正方向，则q A 和q B 均为负电荷．因为在q A 和q B 连线中点处的合场强沿x 轴负方向，故q A >q B ，故A 、C 均错误；E p －x 图象的斜率大小代表电场力，而C 点的切线斜率为零，说明该试探电荷在C 点处受到的电场力为零，B 错误；在C 点负电荷的电势能最低，则正电荷在C 点的电势能最大，故D 正确．【例2】答案 B解析 粒子先沿x 轴正方向做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，然后反向运动．E 1＝ΔΦΔx ＝101 V/m＝10 V/m ，a 1＝qE 1m ＝50 m/s 2；由x 1＝12a 1t 12，解得粒子沿x 轴正方向运动的时间为t 1＝2x 1a 1＝2×150s ＝0.2 s ；同理可得粒子沿x 轴正方向做匀减速运动的时间为t 2＝0.1 s ；且粒子到达x ＝0.5 m 处的速度恰好为零，反向运动的时间为t 1＋t 2＝0.3 s ；则粒子运动的周期为T ＝2(t 1＋t 2)＝0.6 s ；故选B.参考答案第十三讲【拓展训练2】答案 B解析在A、B两板间加上如题图乙所示的交变电压，小球受到重力和电场力的作用，电场力做周期性变化，且电场力在水平方向，所以小球竖直方向做自由落体运动．在水平方向小球先做匀加速直线运动，后沿原方向做匀减速直线运动，t＝T2时速度为零，接着反向做匀加速直线运动，后继续沿反方向做匀减速直线运动，t＝T时速度为零．根据对称性可知在t＝T时小球的水平位移为零，所以t＝T时，小球恰好到达B点，故A错误，B正确；在0～T时间内，电场力做功为零，小球机械能变化量为零，所以t＝T时，小球速度等于v，故C、D错误.Part2 恒定电流中的图像问题【例3】答案(1)(2)1c1a1b－1a解析(1)通过开关S2控制电路中的电阻R x是否接入电路，电路原理图如图所示：故实物连线图如图所示：第 十 三 讲(2)闭合S 1、S 2，有E ＝U ＋U R r ，故有1U ＝1E ＋r E ·1R ；保持S 1闭合，断开S 2，有E ＝U ＋UR (r ＋R x )，故有1U ＝1E ＋r ＋R x E ·1R；结合1U －1R 图象可知，1E ＝c ，r ＋R x E ＝c b ，r E ＝c a ，故解得：E ＝1c ，r ＝1a ，R x ＝1b －1a .【拓展训练3】答案 C解析 I －U 图象的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，电阻a 的图象的斜率越来越大，故a 的电阻随电流的增大而减小，故A 错误； I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，但是由于横、纵坐标轴的长度单位不同，则不能由R ＝1tan α＝1.0 Ω求解电阻b 的阻值，只能通过R ＝U I ＝105Ω＝2 Ω求解，选项B 错误；根据R ＝UI 可知在两图线交点处，电阻a 的阻值等于电阻b 的阻值，选项C 正确；由题图可知，在电阻b 两端加2 V 电压时，流过电阻的电流是1 A ，选项D 错误．Part3 电磁感应中的图像问题 【例4】答案 AD解析 根据题述，PQ 进入磁场时加速度恰好为零，两导体棒从同一位置释放，则两导体棒进入磁场时的速度相同，产生的感应电动势大小相等，若释放两导体棒的时间间隔足够长，在PQ 通过磁场区域一段时间后MN 进入磁场区域，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知流过PQ 的电流随时间变化的图象可能是A ；若释放两导体棒的时间间隔较短，在PQ 没有出磁场区域时MN 就进入磁场区域，第 十 三 讲则两棒在磁场区域中运动时回路中磁通量不变，两棒不受安培力作用，二者在磁场中做加速运动，PQ 出磁场后，MN 切割磁感线产生感应电动势和感应电流，且感应电流一定大于I 1，受到安培力作用，由于安培力与速度成正比，则MN 所受的安培力一定大于MN 的重力沿导轨平面方向的分力，所以MN 一定做减速运动，回路中感应电流减小，流过PQ 的电流随时间变化的图象可能是D.【拓展训练4】答案 D解析 0～2t 0，感应电动势为：E 1＝S ΔB Δt ＝S B 0t 0，为定值，3t 0～5t 0，感应电动势为：E 2＝S ΔB Δt ＝S B 0t 0，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F ＝BIL ∝B .由于0～t 0，B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿顺时针方向，依据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力方向向上，即为正；同理，t 0～2t 0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t 0～3t 0，没有安培力；在3t 0～4t 0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t 0～5t 0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D 正确，A 、B 、C 错误．【拓展训练5】答案 AC解析 由题意可知，金属棒由静止开始做匀加速直线运动，则有：x ＝12at 2，v ＝at ，根据法拉第电磁感应定律得：E ＝BL v ＝BLat ， 则感应电流i ＝E R ＝BLaRt ，故A 正确；根据E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R 和q ＝I Δt ，得q ＝ΔΦR ，而ΔΦ＝B ΔS ＝BLx ＝12BLat 2，故q ＝BLa 2R t 2，故B 错误；根据牛顿第二定律有：F －F 安＝ma ，F 安＝BiL ＝B 2L 2aR t ，解得：F ＝ma ＋B 2L 2aR t ，故C 正确；根据P ＝F v ，得P ＝F v ＝ma 2t ＋B 2L 2a 2Rt 2，故D 错误．强化练习参考答案 【1】答案 C解析 设线圈的ab 边长为L ，ad 边长为l ，当磁感应强度发生变化时，线圈内产生感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt ＝ΔB ·Ll Δt ；感应电流为：I ＝E R ；安培力为：F ＝BIL ，得：F ＝B ·ΔB ·L 2l Δt ·R，由ab 边受到的安培力第 十 三 讲恒定不变可知，若磁感应强度B 增大，则ΔB Δt 减小；若B 减小，则ΔBΔt 增大．故C 正确．【2】答案 BC解析 根据题意，电场关于x 轴对称分布，作出电场线如图所示．根据顺着电场线电势降低，则O 电势最高，从图线看出，电场强度关于原点O 对称，则x 轴上关于O 点对称位置的电势相等．则－x 1处的电势与x 1处的电势相等，故A 错误；将正电荷由－x 1移到x 2，电势能先增大，后减小，选项B 正确；－x 1和x 1之间的电场是对称的，将一负电荷由－x 1处由静止释放，负电荷先向O 做加速运动，经过O 点之后做减速运动，到x 1处速度减为零，则它将在－x 1和x 1之间往复运动，选项C 正确；4个点中，x 3点的电势最低，则负电荷在4个点中位于x 3电势能最大，选项D 错误．【3】答案 BC解析 由于从坐标原点沿x 轴正向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点由静止沿x 轴正向运动，因此可知粒子带负电，选项A 错误；粒子从O 到x 2做加速运动，从x 2向右做减速运动，因此粒子运动到坐标轴上x 2处速度最大，选项B 正确；由于粒子只受电场力作用，因此电势能和动能之和为一定值，即粒子在x 1处和x 3处电势能相等，动能相等，由于运动方向相同，因此速度相同，根据动量定理可知，粒子从坐标轴上x 1处运动到x 3处，电场力的冲量为零，选项C 正确；由E ＝ΔφΔx 可知，坐标轴上x 1处到x 2处，电场强度一直减小，由a ＝qEm 可知，粒子的加速度一直减小，选项D 错误．【4】答案 B解析 由题图，在x ＝0处场强为正，x ＝8 m 处场强为负，可知Q 1、Q 2均为正电荷，故A 错误；根据第 十 三 讲题意“x ＝6 m 处E ＝0 ”可知，在x ＝6 m 处，E 1＝E 2，即k Q 162＝k Q 222，解得Q 1Q 2＝6222＝91，故B 正确；由于无穷远处电势为零，故在x ＝6 m 处电势不为0，故C 错误；该试探电荷向x 轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减小后增大，故D 错误．【5】答案 A解析 0～1 s ：磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得，线框中产生顺时针方向的感应电流，由E ＝n ΔΦΔt 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab 边受到的安培力F 安＝BIL 均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左即为正；1～3 s ：磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得，线框中产生顺时针方向的感应电流，由E ＝n ΔΦΔt 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab 边受到的安培力F 安＝BIL 均匀增大，由左手定则可知，安培力方向向右即为负；3～5 s ：磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得，线框中产生逆时针方向的感应电流，由E ＝n ΔΦΔt 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab 边受到的安培力F 安＝BIL 均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左即为正； 综合上述分析可知A 正确．【6】答案 ABC解析 当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P 中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P 将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即F N >G ，P 有收缩的趋势，故A 正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P 中的磁通量不变，因此线圈P 中无感应电流产生，故t 2时刻F N ＝G ，故B 正确；t 3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P 中磁通量是变化的，因此此时线圈P 中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即F N ＝G ，故C 正确；当螺线管中电流不变时，其形成的磁场不变，线圈P 中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t 4时刻F N ＝G ，此时P 没有收缩的趋势，故D 错误．【7】答案 (1)10 (2)第 十 三 讲(3)3.0 10.5解析 (1)由题图乙可知，电流表分度值为0.01 A ，示数为0.10 A ；由题图丙可知电阻箱示数为：R ＝0×1 000 Ω＋0×100 Ω＋2×10 Ω＋0×1 Ω＝20 Ω， 由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋R 内即：0.10 A ＝ 3 V20 Ω＋R 内解得：R 内＝10 Ω；(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：(3)由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋r整理得：1I ＝1E R ＋rE，第 十 三 讲由1I －R 图象可知：k ＝1E ＝Δ1I ΔR ＝13， 解得电源电动势：E ＝3.0 V ，内阻：r ＝10.5 Ω.【8】答案 (1)F (2)如图所示(3)2.20 4.4 (4)1.7 (1.5～1.9均可)解析 (1)电源电动势为6.0 V ，电压表量程为3 V ，内阻为3 kΩ，则可将电压表扩大量程，串联一个大小为3 kΩ的分压电阻后，量程扩大到6.0 V ，则定值电阻应该选择F. (2)实物电路连接如图；(3)某次实验时，电压表示数指针位置如题图丙所示，则电压表读数是2.20 V ，元件两端电压是2×2.20第 十 三 讲V ＝4.4 V.(4)设通过每个元件的电流为I ，根据闭合电路欧姆定律应有E ＝U ＋2Ir ，变形为U ＝4.5－3I ，在表示小灯泡的I －U 图象中作出表示电源的I －U 图象，如图所示，读出两图线的交点坐标为U ＝1.65 V ，I ＝0.95 A ，所以每个元件的电阻为R ＝UI≈1.7 Ω.。
电磁感应现象中的电路和图像问题(核心考点精讲精练)(解析版)—2025年高考物理一轮复习
电磁感应现象中的电路和图像问题（核心考点精讲精练）1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题图像问题2024年全国甲卷计算题电路问题2024年浙江卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对电磁感应现象中的电路和图像的考查较为频繁，对于图像问题的考查大多以选择题的形式出现，难度不是太大，电路问题的考查多在计算题中出现，题目多与功能动量等问题结合。
【备考策略】1.结合闭合电路欧姆定律，能够处理电磁感应现象中的电路问题。
2.结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，能够分析电磁感应现象中的各类图像问题。
【命题预测】重点关注电磁感应现象中的图像问题。
一、电磁感应中电路知识的关系图二、电磁感应中的图像问题图像类型随时间变化的图像，如B-t 图像、Φ-t 图像、E-t 图像、I-t 图像；随位移变化的图像，如E-x图像、I-x图像(所以要先看坐标轴：哪个物理量随哪个物理量变化要弄清)问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像(画图像)(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图像)四个规律左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律应用知识六类公式(1)平均电动势E ＝nΔΦΔt 2)平动切割电动势E ＝Blv(3)转动切割电动势E ＝12Bl 2ω(4)闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋r(5)安培力F ＝BIl(6)牛顿运动定律的相关公式等考点一 电磁感应中的电路问题“三步走”分析电路为主的电磁感应问题1．如图，一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v ，在水平U 型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路中的电阻为0R ，半圆形硬导体AB 的电阻为r ，其余电阻不计，则半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及AB 之间的电势差分别为（ ）A ．BLv ，00BLvR R r+B ．2BLv ，BLv C ．BLv ，2BL D ．2BLv ，002BLvR R r+【答案】D【详解】半圆形硬导体切割磁感线的有效长度为2L ，则感应电动势大小为：2E BLv =根据闭合电路的欧姆定律可得，感应电流大小为：002E BLvI R r R r==++AB 之间的电势差为：0002AB BLvR U IR R r==+故选D 。
高中物理静电场电场线分布示意图和图像问题(含答案)
电场线分布示意图和图像问题正点电荷（光芒四射型）E-X图像（向右为正方向）E-Y图像（向上为正方向）负点电荷（万箭穿心型）E-X图像（向右为正方向）E-Y图像（向上为正方向）等量同种电荷E-X图像（向右为正方向）E-Y图像（向上为正方向）等量异种电荷E-X图像（向右为正方向）E-Y图像（向上为正方向）电场中的图像问题研究专练【一】电场中的E-X 图像一、单选题1．在平面直角坐标系的x 轴上关于原点O 对称的P 、Q 两点各放一个等量点电荷后，x 轴上各点电场强度E 随坐标x 的变化曲线如图所示。
规定沿x 轴正向为场强的正方向，则下列说法正确的是（ ）A ．将一个正试探电荷从P 点沿x 轴移向Q 点的过程中电势能先增大后减小 B ．x 轴上从P 点到Q 点的电势先降低后升高C ．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中一定是电场力先做正功后做负功D ．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力先增大后减小2．真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N ，分别固定于x 轴上，10x =和23x a =的两点上，在它们连线上各点的电场强度E 随x 变化的关系如图所示，下列判断正确的是（ ）A ．点电荷M 、N 一定为同种电荷B ．在x 轴上，63a x a >>的区域内，有一点电场强度为零C ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2:1D ．若设无穷远处为电势零点，则2x a =处的电势一定为零3．如图甲所示，以等量正点电荷连线的中点作为原点，沿中垂线建立x轴，x轴上各点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。
下列说法正确的是（）A．x=-1m 处电场强度的大小小于x=2m处电场强度的大小B．x=lm处的电势低于x=2m处的电势C．将电子沿x轴从x=1m处移动到x=-lm处的过程中，电子的电势能先减小后增大D．将电子沿x轴从x=lm处移动到x=-1m处的过程中，电子所受电场力先减小后增大4．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，x轴正方向为电场强度的正方向，带电粒子在此空间只受电场力作用。