苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应中的图像问题》教案

【课题】电磁感应中的图象问题（西南位育中学谢敏）【教学目标】1、知识与技能：(1)、学会读图，能够从图中读取尽可能多的信息。

例如坐标、特殊点的意义、斜率、截距、面积……(2)、能够根据文字叙述作出图象反映一段过程或者物理量之间的关系；(3)、能够通过对物体运动过程和受力情况的分析，找到物理量之间的函数关系并结合图象求解。

2、过程与方法：(1)、通过对图象的定性分析，明确解电磁感应图象问题的基本思路；(2)、通过作图，训练严密全面的思维过程；(3)、通过对图象进行定量分析，初步掌握物理图象和数学函数的关系。

3、情感、态度和价值观：(1)、在不断完善作图的过程中，培养严谨的科学态度，培养不断创新、勇于追求的精神。

(2)、体验数学工具（函数和图象）在分析物理情境过程中的应用；(3)、通过分组讨论，培养合作精神。

【教学重点】物理情境与图象信息之间的转化【教学难点】结合函数关系分析图象【课程类型】高三复习课【教学过程】图象是一种科学语言，它包含了众多信息，是我们在讨论物理问题时一个非常重要的手段之一，在我们复习力学、运动学、热学和电学时都曾经讨论过图象问题。

今天我们一起来看看图象在电磁感应问题中的应用，训练从图象中获取、加工、利用信息的能力。

讨论一：一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中。

设向里为B的正方向，线圈中顺时针为i的正方向，如图(a)所示。

若B发生如图(b)中的变化，试分析线圈中感应电流的变化情况。

请学生分析回答。

引导完整的分析如下：点拨启思：(b)B(a)（1）由楞次定律判断方向：0-2s 内，逆时针方向电流； 2-4s 内，无感应电流； 4-5s 内，顺时针电流； 5-6s 内，顺时针电流。

（2）由法拉第电磁感应定律确定大小：tR B NS R t NRE i ∆⋅∆⋅=∆∆==φ而tB∆∆正是B-t 图线的斜率。

故有： ① 0-2s 和4-6s 的感应电流i 1、i 2大小都恒定； ② i 1的大小是i 2的1/2。

图7— 1图7— 2 图7—1第七课时 法拉第电磁感应定律的应用（3）目标引领熟悉电磁感应现象中常见的B —t 图象、E —t 图象、φ—t 图象、I —t 图象、E —x 图象、I —x 图象，能由给定的电磁感应过程选出或画出图象，或由给定的图象分析电磁感应过程。

这些问题的分析一般需要利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律结合相关数学知识加以分析,分析过程中应关注斜率、截距等表示的物理意义。

教师在线例1、如图7—1中，A 是一边长为l 的方形线框,电阻为R 。

今维持线框以恒定的速度v 沿x 轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B 区域。

若以x 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的零点,则磁场对线框的作用力F 随时间t 的变化图线为图中的图( )。

例2、如图7—2中（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，电流随时间变化的关系如图7—2（b ）所示。

P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则 （ ） A 、t 1时刻N>G B 、t 2时刻N>G C 、t 3时刻N<G D 、t 4时刻N=G 同步训练 1、穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图7—3所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是 （ ）A ．0～2sB ．2～4sC ．4～5sD ．5～10s图7—4 图7—5图7— 6图7—7 2、一环形线圈放在匀强磁场中，设在第1ｓ内磁场方向垂直于线圈平面向内，如图7—4甲所示．若磁感强度Ｂ随时间ｔ的变化关系如图7—4乙所示，那么在第2ｓ内，线圈中感应电流的大小和方向是（ ）Ａ、大小恒定，逆时针方向 Ｂ、大小恒定，顺时针方向Ｃ、大小逐渐增加，顺时针方向 Ｄ、大小逐渐减小，逆时针方向3、一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B 的正方向，线圈中的箭头为电流i 的正方向。

高中物理电磁图像问题教案
教学目标：
1. 了解电磁场中的图像问题的基本概念和原理。

2. 能够应用图像问题解决电磁场中的相关问题。

3. 提高学生的解决问题能力和逻辑思维能力。

教学重点：
1. 电磁场中的图像问题概念和原理。

2. 解决电磁场中的图像问题。

教学难点：
1. 如何应用图像问题解决电磁场中的相关问题。

2. 如何灵活运用知识解决实际问题。

教学过程：
一、导入（5分钟）
教师引入电磁图像问题的概念，介绍电磁场中的图像问题是指在具有对称性的情况下，通过引入“虚像”简化计算，解决实际问题。

二、讲解（15分钟）
1. 介绍电磁场中的基本概念和原理。

2. 分别介绍平行板电容器、匀强电场和匀强磁场中的图像问题，并讲解解决方法。

三、练习（20分钟）
1. 讲解示例问题，并带领学生进行练习。

2. 让学生自行解决相关问题，并进行讲解和讨论。

四、总结（5分钟）
教师总结本节课的重点内容，强调电磁图像问题在电磁场中的重要性，并鼓励学生多加练习，提高解决问题的能力。

五、作业（5分钟）
布置相关练习题作为课后作业，加深学生对电磁图像问题的理解和掌握。

教学反思：
本节课主要介绍了电磁场中的图像问题，通过讲解和练习，学生对电磁图像问题有了基本的理解和掌握。

在教学过程中，教师应注意引导学生建立联系和提高解决问题的能力，同时注重实际问题的应用，增强学生的学习兴趣和动力。

电磁感应中的图像问题一、知识方法：定律、牛顿运动定律、函数图像等知识2．分析方法二、典例分析：分析“三步法”：一判方向；二判大小；三算量值。

[例1]．如图所示，EOF 和E ′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO ∥E ′O ′，FO∥F ′O ′，且EO ⊥OF ；OO ′为∠EOF 的角平分线，OO ′间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里。

一边长为l 的正方形导线框沿O ′O 方向匀速通过磁场，t ＝0时刻恰好位于图示位置。

规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是( )[例2]．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d (d ＞L )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。

t ＝0时导线框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v -t 图像中，可能正确描述上述过程的是( )[例3]．边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。

现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图像与这一过程相符合的是()[例4]．如图所示的四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。

A、B 中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。

各导线框均绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。

从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。

则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是()、针对练习：1．如图所示，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a 点接触，构成“V”字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀磁场。

用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

学案46 电磁感应中的电路与图象问题A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大二、思想方法题组4．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()5．如图4甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab 垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t 时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()图4一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源，该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻(r)．(2)除电源外其余部分是外电路．2．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)确定感应电动势的大小和方向．(2)画等效电路图．(3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解．3．与上述问题相关的几个知识点(1)电源电动势：E＝n ΔΦΔt或E＝Blv.(2)闭合电路欧姆定律：I＝ER＋r.部分电路欧姆定律：I＝U R .电源的内电压：U内＝Ir.电源的路端电压：U外＝IR＝E－Ir.(3)消耗功率：P外＝IU，P总＝IE.(4)通过导体的电荷量：q＝IΔt＝n ΔΦR＋r.【例1】(2008·广东单科·18)如图5(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3 m，导轨左端连接R＝0.6 Ω 的电阻．区域abcd内存在垂直于导轨平面向外、B＝0.6 T 的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3 Ω，导轨电阻不计．使金属棒以恒定速度v＝1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图1(b)中画出．图5二、电磁感应中的图象问题1．图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和力学知识等．2．对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键．3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是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．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(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．【例2】图6(2011·山东·22)如图6所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用a c表示c的加速度，E kd表示d的动能，x c、x d分别表示c、d相对释放点的位移．下列图中正确的是()[规范思维]图7【例3】(2010·上海单科)如图7所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上．使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图()[规范思维]【基础演练】1．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图8所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c和U d.下列判断正确的是()图8A．U a<U b<U c<U d B．U a<U b<U d<U cC．U a＝U b<U c＝U d D．U b<U a<U d<U c2．一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图9甲所示．设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负．线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负．已知圆形线圈中感应电流I随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是下图中哪一个()图93．如图10甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，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图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．在0～4 s时间内，线框ab边受安培力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能是下图中的()图104．如图11所示，圆环a和圆环b的半径之比为2∶1，两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定．则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下，M、N两点的电势差之比为()图11A．4∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2图125．(2010·山东泰安二模)如图12所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线重合．从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正．则下列表示I－t关系的图线中，可能正确的是()6．(2011·江苏·5)如图13所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是()图13题号 1 2 3 4 5 6 答案图147．(2011·四川·24)如图14所示，间距l＝0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内．在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4 T、方向竖直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R＝0.3 Ω、质量m1＝0.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05 kg的小环．已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率．【能力提升】8．两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行放置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图15所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值也为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：图15(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.9．(2011·江苏省泰州市模拟)如图16甲所示，质量m＝6.0×10－3 kg、边长L＝0.20 m、电阻R＝1.0 Ω的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角α＝30°的绝缘斜面上，ab边沿水平方向，线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，若线框在斜面上始终保持静止，取g＝10 m/s2.试求：(1)在0～2.0 ×10－2 s时间内线框中产生的感应电流的大小；(2)在t＝1.0×10－2 s时线框受到斜面的摩擦力；(3)一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率．图16。

高中物理十二年级电磁感应教案一、引言在高中物理十二年级的电磁感应教学中，教师需要设计合理的教案，以帮助学生全面掌握电磁感应的相关知识和应用技巧。

本文将根据任务名称，针对高中物理十二年级电磁感应教学的内容需求，提出以下教案设计。

二、教学目标1. 理解电磁感应的基本概念和原理；2. 掌握电磁感应的数学表达和相关公式；3. 运用电磁感应的知识解决实际问题；4. 培养学生对电磁感应现象的观察和实验能力。

三、教学内容1. 电磁感应的基本概念1.1 了解电磁感应的概念和发现历史；1.2 理解磁通量和磁感应强度的关系；1.3 掌握法拉第电磁感应定律。

2. 电磁感应的数学表达和相关公式2.1 运用法拉第电磁感应定律推导电动势的表达式；2.2 理解电感和电磁感应的关系；2.3 掌握带电体在磁场中的运动规律。

3. 电磁感应的应用3.1 理解发电机和电磁铁的工作原理；3.2 掌握感应电流的产生规律；3.3 运用电磁感应解决实际问题，如感应加热等。

4. 观察和实验能力的培养4.1 进行感应电磁现象的观察和分析；4.2 设计并进行相关实验，验证电磁感应的规律；4.3 运用实验结果与理论知识的结合进行实际问题的解决。

四、教学方法与手段1. 归纳法与演绎法相结合：通过讲解电磁感应的基本概念和原理，引导学生从具体案例中总结出普遍规律，并通过例题进行演绎，帮助学生理解和掌握电磁感应的数学表达和相关公式。

2. 实验教学法：通过设计简单的实验，让学生亲自观察和操作，培养其实验能力和科学思维，加深对电磁感应的理解和记忆。

3. 情景模拟法：通过情景模拟，如模拟发电机的工作原理等，使学生能够将理论知识与实际问题相联系，培养学生的应用能力和解决问题的能力。

4. 讨论与展示法：鼓励学生在小组中讨论，并向全班展示他们的思考和解决方案，促进学生之间的交流和合作，提高学生的学习兴趣和思维能力。

五、教学步骤1. 导入：通过一个引人入胜的视频或实验现场，引发学生对电磁感应的兴趣和好奇心，预热课堂气氛。

高中物理：电磁感应中的图象问题教案教学目标：1．熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向2．能够处理电磁感应图象问题教学重点：电磁感应中的图象问题教学难点：电磁感应规律的综合应用。

（一）自主学习:电磁感应中的图象问题1、电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F 安或外力F 外随时间t变化的图象,即B—t图、Φ—t图、E—t图、I—t图、F—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 随位移x变化的图象,即E—x图、I—x图等2、这些图象问题大体上可分类两类：（1）由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象。

（2）由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量。

3、电磁感应现象中图象问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定。

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和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。

有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析。

4、另外,要正确解决图象问题,必须能根据图象的意义把图象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律对应到图象中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断,这样,才抓住了解决图象问题的根本。

（二）课内探究:例1. 匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T,磁场宽度l＝3m。

一正方形金属框边长ad＝l′＝1m,每边电阻。

金属框以的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示。

求：（1）画出金属框穿过磁场区域的过程中,金属框内感应电流的I－t图线；（2）画出ab两端电压的U－t图线。

变式（全国卷一）图10中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。

abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l。

t＝0时刻,bc边与磁场区域边界重合（如图10）。

高二物理电磁感应教案教案标题：高二物理电磁感应教案教案目标：1. 了解电磁感应的基本概念和原理。

2. 掌握法拉第电磁感应定律的应用。

3. 理解电磁感应在生活和工业中的应用。

教学重点：1. 理解电磁感应的基本原理和法拉第电磁感应定律。

2. 掌握电磁感应实验的操作方法和数据处理技巧。

3. 分析电磁感应在发电机、变压器等设备中的应用。

教学难点：1. 理解电磁感应的数学表达方式。

2. 运用电磁感应定律解决实际问题。

3. 理解电磁感应在发电机、变压器等设备中的应用原理。

教学准备：1. 教师准备：教学课件、实验器材、实验指导书、多媒体设备等。

2. 学生准备：课本、笔记本、实验记录本等。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用多媒体设备播放相关视频或图片，引发学生对电磁感应的兴趣。

2. 提出问题：你们在日常生活中是否遇到过电磁感应现象？请举例说明。

二、知识讲解（15分钟）1. 介绍电磁感应的基本概念和原理，引导学生理解磁场变化对电路中电流的影响。

2. 介绍法拉第电磁感应定律的表达方式和含义，引导学生理解电磁感应定律的应用条件和结论。

三、实验操作（30分钟）1. 分组进行电磁感应实验，实验内容包括：通过磁场变化产生电流、通过电流变化产生磁场等。

2. 引导学生记录实验数据，并进行数据处理和分析。

3. 学生进行实验报告的撰写，包括实验目的、实验步骤、实验数据、实验结果等。

四、案例分析（15分钟）1. 给出一个实际问题，如：某地的发电厂需要设计一个发电机，能够满足一定功率的电能输出。

请学生利用电磁感应的原理进行设计并解答相应问题。

2. 引导学生分析问题，提供解决问题的思路和方法。

五、拓展应用（10分钟）1. 介绍电磁感应在生活和工业中的应用，如发电、变压器、感应炉等。

2. 引导学生思考电磁感应在其他领域的潜在应用，并进行讨论。

六、小结与作业布置（5分钟）1. 对本节课的重点内容进行小结，并强调学生需要掌握的知识点和技能。

第二章电磁感应专题8 电磁感应中的图像问题【核心素养目标】【重难诠释】1．电磁感应中的图像问题2.(1)明确图像的类型，是B－t图像、Φ－t图像、E－t图像还是I－t图像等；(2)分析电磁感应的具体过程，合理分段、选取典型过程；根据法拉第电磁感应定律分析电动势大小，由楞次定律分析感应电流(或感应电动势)方向；(3)由欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程；根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等；(4)画图像或判断图像．知识点一E－t或I－t图像【典例精析】例1．如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一个电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动(O轴位于磁场边界)，周期为T，t＝0时刻线框置于如图所示位置，则线框内产生的感应电流随时间变化的图像为(规定电流顺时针方向为正)()【规律方法】求解图像类选择题的两种常用方法1．排除法：定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化情况(变化快慢及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像进行分析和判断．知识点二i－x图像【典例精析】例2．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，一边长为L，总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的方向为感应电流的正方向，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像，正确的是()知识点三F－t图像【典例精析】例3．如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t 的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是()针对训练一、单选题1．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向以及磁感应强度的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列四幅图中可以正确表示线圈中感应电动势E变化的是（）A．B．C．D．2．如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向．则在线框中产生的感应电流随时间变化的关系可能为图中的A．B．C．D．3．如图甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B，以磁场区左边界为y轴建立坐标系，磁场区在y轴方向足够长，在x轴方向宽度均为a。

高中物理磁场图像问题教案一、教学目标- 让学生能够理解磁场的基本概念和性质。

- 培养学生分析和绘制磁场图像的能力。

- 提高学生解决磁场相关问题的实际应用能力。

二、教学重点与难点- 重点：磁场的方向性、强度以及磁场线的特点。

- 难点：复杂磁场图像的分析与绘制。

三、教学准备- 教师准备相关的磁场图像示例，包括直线电流、环形电流、磁铁等产生的磁场。

- 准备实验器材，如小型磁铁、铁屑、透明纸等，用于演示磁场线的分布。

四、教学过程1. 引入新课- 通过回顾前面学习的电场知识，引出磁场的概念。

- 利用多媒体展示地球磁场对指南针的影响，激发学生兴趣。

2. 讲解新知- 详细解释磁场的概念，包括磁场源、磁场线的性质等。

- 通过实例讲解如何根据右手定则判断磁场方向。

- 分析不同类型的电流（直线电流、环形电流）产生的磁场特点。

3. 实验演示- 使用小型磁铁和铁屑在透明纸上演示磁场线的分布情况。

- 让学生观察并描述磁场线的形状和方向。

4. 图像分析- 展示几种典型的磁场图像，引导学生分析其特点。

- 讨论不同形状的电流对磁场分布的影响。

- 练习题：给出几个实际问题，让学生根据所学知识绘制磁场图像。

5. 巩固提高- 小组合作，讨论解决更复杂的磁场图像问题。

- 分享各组的解题思路和方法，进行互评。

6. 课堂小结- 总结磁场的基本性质和磁场线的特点。

- 强调分析和绘制磁场图像的重要性和技巧。

五、作业布置- 要求学生完成几道磁场图像的练习题，以检验学习效果。

- 鼓励学生在家中尝试用罗盘和小型磁铁探索磁场的分布。

六、教学反思- 在课后，教师应根据学生的反馈和作业完成情况，反思教学方法和内容安排，以便不断优化教学效果。

微专题十一电磁感应中的电路和图象问题电磁感应中的电路问题1．电磁感应电路中的五个等效问题2．电磁感应中电路知识的关系图3．“三步”分析电路为主的电磁感应问题[典例1] 如图所示，一个各短边边长均为L，长边边长为3L的闭合线框，匀速通过宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，线框沿纸面运动，开始时线框右侧短边ab恰好与磁场左边界重合，此过程中最右侧短边两端点a、b两点间电势差U ab随时间t变化关系图象正确的是( )A BC DD [当线框向右运动的距离为0～L 时，ab 边切割磁感线产生的感应电动势E 1＝BLv ，a点电势高于b 点，则U ab 1＝910BLv ；当线框向右运动的距离为L ～2L 时，感应电动势E 2＝2BLv ，a 点电势低于b 点，则U ab ＜0，U ab 2＝－15BLv ；当线框向右运动的距离为2L ～3L 时，左侧长边切割磁感线产生的感应电动势E 3＝3BLv ，a 点电势高于b 点，则U ab 3＝110×3BLv ＝310BLv ，故D 项正确。

](1)不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。

因产生感应电动势的那部分电路为电源部分，故该部分电路中的电流应为电源内部的电流，其电流方向从低电势到高电势，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势(由此来确定某两点的电势差正负)。

(2)应用欧姆定律分析求解电路问题时，一要注意电源内阻，二要注意外电阻的串、并联结构(由此确定等效电路)。

(3)若在电源两端并联电压表，其示数是路端电压，而不是电源的电动势。

[跟进训练]感生电动势电路分析1.如图所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a ＝3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D ．a 、b 线圈中电功率之比为3∶1B [当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A 错误；由法拉第电磁感应定律E ＝S n ΔB Δt 及S a ∶S b ＝9∶1知，E a ＝9E b ，选项B 正确；由R ＝ρL S ′知两线圈的电阻关系为R a ＝3R b ，其感应电流之比为I a ∶I b ＝3∶1，选项C 错误；两线圈的电功率之比为P a ∶P b ＝E a I a ∶E b I b ＝27∶1，选项D 错误。

专题二：电磁感应现象中的图像问题【学习目标】1、熟练应用楞次定律、右手定则判断感应电流的方向2、会分析感应电动势大小的变化【课上探究】合作探究一：例1、如图甲所示，在长为l，宽为d的长方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一直角三角形的闭合导线框ABC匀速通过磁场区域，已知导线框BC边小于l，AC边小于d.运动中AC边平行磁场区域边界．设导线框BC边进入磁场时开始计时，图中箭头为电流的正方向，则导线框中感应电流I随时间t的变化图象，应是图乙中哪一个()问题1：画出进磁场时的情景，电源是谁？感应电流的方向是正还是负？有效切割长度是哪一段，怎样变化？问题2：l<d说明什么？这段时间内感应电流的情况怎样？问题3：画出出磁场时的情景，电源是谁？感应电流的方向是正还是负？有效切割长度是哪一段，怎样变化？合作探究二：例2、一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图2所示，磁感应强度B随t的变化规律如图3所示。

以i表示线圈中的感应电流，以图2线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的i-t图中正确的是（）问题1：0~1s内，感应电流的方向是正还是负？感应电动势的大小怎样变化，看什么？问题2：1~2s内，感应电流的情况如何？问题2：2~3s内，感应电流的情况如何？合作探究三：例3、如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区域，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B ，以磁场区左边界为y 轴建立坐标系，磁场区域在y 轴方向足够长，在x 轴方向宽度均为 a .矩形导线框ABCD 的CD 边与y 轴重合，AD 边长为a .线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直，线框中感应电流i 与线框移动距离x 的关系图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向) ( )问题1：画出进磁场时的情景，电源是谁？感应电流的方向是正还是负？有效切割长度是哪一段，怎样变化？问题2：画出跨磁场时的情景，电源是谁？感应电流的方向是正还是负？感应电动势怎样分析？问题3：画出出磁场时的情景，电源是谁？感应电流的方向是正还是负？有效切割长度是哪一段，怎样变化？合作探究四：例4、矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图（甲）所示。

教案(54)——电磁感应中的图像问题分析教学目标掌握电磁感应中的图像问题．教师归纳1．电磁感应中的图像问题有两类：一是由给定的有关图像(Ф－t 图，B－t图等)分析电磁感应的过程，求解相应的物理量．二是由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像．2．解决思路：利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势．感应电流的大小，利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向，利用图像中的截距、斜率等直观，明确地表示出感应电流的大小和方向．分类剖析(一)手动切割匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度L＝3m，一正方形金属框边长ab＝l＝1m，每边电阻r＝0.2Ω，金属框以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示．求：(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I—t图线；(2)画出ab两端电压的U—t图线．【解析】 (1)线框进入磁场区时E 1＝Bl v ＝2V ，I 1＝E 14r ＝2.5A方向沿逆时针，如图(1)实线abcd 所示，感应电流持续的时间： t 1＝l v ＝0.1s线框在磁场中运动时： E 2＝0，I 2＝0无电流的持续时间： t 2＝L －l v ＝0.2s线框穿出磁场区时： E 3＝Bl v ＝2V ，I 3＝E 34r ＝2.5A此电流的方向为顺时针，如图(1)虚线abcd 所示，规定电流方向逆时针为正，得I —t 图线如图(2)所示(1)(2)(2)线框进入磁场区ab两端电压U1＝I1r＝2.5×0.2＝0.5V线框在磁场中运动时，ab两端电压等于感应电动势U2＝Bl v＝2V线框出磁场时，ab两端电压：U3＝E－I1r＝1.5V由此得U—t图线如图(3)所示．(3)【点评】将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源．说明：解决此类问题的关键就是把握图像特点、分析相关物理量的函数关系、确定物理过程的变化规律，找出物理状态变化的关键点．(二)转动切割单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示()A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势为零C．线圈中D时刻感应电动势最大D．线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V【解析】在Ф－t图中，图像的斜率表示磁通变化率，感应电动势的大小与磁通变化率成正比，正确选项为ABD.说明：解决这类问题关键是读懂图像，明确图像中所给的物理量的变化情况如斜率表示哪个物理量，截距的意义等．再结合电磁感应定律、楞次定律进行分析.在图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于图面向里，大小为B，一个半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O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I0和交变感应电流的频率f.(2)在图乙中画出线框转一周的时间内感应电流I 随时间t 变化的图像．(规定与图甲中线框的位置相应的时刻为t ＝0)图甲图乙【解析】 (1)在从图甲位置开始(t ＝0)转过60°的过程中，经Δt ，转角Δθ＝ωΔt ，回路的磁通量为：ΔΦ＝12Δθl 2B由法拉第电磁感应定律，感应电动势为：E ＝ΔΦΔt因匀速转动，这就是最大的感应电动势，由闭合欧姆定律可求得：I 0＝12R ωBl 2前半圈和后半圈I (t )相同，故感应电流频率等于旋转频率的2倍： f ＝πω(2)图线如图所示：。

江苏省苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应定律应用》教案【基本概念与基本规律】感生电动势动生电动势含 义 由于磁场发生变化而在回路中产生的感应电动势表示长为l 的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势大 小 tnE ∆∆Φ= BLv E =非静电力 感应电场力 洛仑兹力方 向只能用楞次定律判别可以用右手定则，也可用楞次定律判别6．注意区别：磁通量Φ、磁通量的变化∆Φ、磁通量的变化率t∆。

⑴Φ是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，BS =Φ。

⑵∆Φ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量，即12Φ-Φ=∆Φ。

⑶t∆∆Φ表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，称磁通量的变化率。

⑷上述三个物理量的大小没有直接关系，这一点与运动学中v 、v ∆， tv∆∆三者相似。

【例1】（2006天津）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图 1所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 如图 2变化时，图 3中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是（ ）【例2】如图所示，一边长为L 的正方形金属框，质量为m ，电阻为R ，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足B ＝kt 规律．已知细线所能承受的最大拉力T ＝2mg ，求从t ＝0时刻起，经多长时间细线会被拉断．二、导体切割磁感线产生感应电动势计算1．导体切割磁感线产生感应电动势的大小：θsin Blv E = ⑴上式适用导体平动，l 垂直v 、B 。

⑵公式中L 是导体切割磁感线的有效长度。

θ是v 与B 的方向夹角，若θ=90°(v ⊥B )时，则E=BLv ；若θ=0°(v ∥B )时，则E=0。

2．切割运动的若干图景：①部分导体在匀强磁场中的相对平动切割②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割图图图③闭合线圈在匀强磁场中转动切割【例4】（2006四川）如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。