從近幾年的高考試題來看，圖線和圖形的變換是出題的熱點之一，它能檢測學生靈活處理物理新情景問題的能力，也能檢測學生的應變能力。從深層次的科學素養(yǎng)角度來說，物理是實驗的科學，實驗要收集、處理數(shù)據(jù)。圖形圖像的出現(xiàn)能形象地顯示各物理量之間的函數(shù)關系，是研究物理學科的一把金鑰匙。應用圖像法解題要求同學們能做到三會：⑴會識圖：認識圖像，理解圖像的物理意義；⑵會作圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖像，且能對圖像進行變形或轉(zhuǎn)換；⑶會用圖：能用圖像分析實驗．用圖像描述復雜的物理過程，用圖像法來解決物理問題．為進一步增強對圖像的認識，本文將以電磁感應中的圖像問題歸結(jié)為下以五類。

　　一、圖像選擇問題

　　例1　如圖1，一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直； 虛線框?qū)蔷€ab與導線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導線框．在t=0時， 使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區(qū)域．以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正．圖2中表示i-t關系的圖示中，可能正確的是

圖2

　　解析：從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應電流也逐漸拉增大，A項錯誤；從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應電流不變，B項錯；當正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應電動勢不相等，感應電流也不相等，D項錯，故正確選項為C。

　　求解物理圖像的選擇類問題可用“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖像，留下正確圖像；也可用“對照法”，即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項對照，選出正確選項。解決此類問題的關鍵就是把握圖像特點、分析相關物理量的函數(shù)關系、分析物理過程的變化規(guī)律或是關鍵物理狀態(tài)。

　　二、圖像作畫問題

　　例2  如圖3所示，水平放置的兩根平行金屬導軌，間距L=0．3m．導軌左端連接R＝0．6的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導軌平面B=0．6T的勻強磁場，磁場區(qū)域?qū)?i>D=0．2 m．細金屬棒A₁和A₂用長為2D=0．4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導軌平面上，并與導軌垂直，每根金屬棒在導軌間的電阻均為t=0．3,導軌電阻不計，使金屬棒以恒定速度r=1．0 m/s沿導軌向右穿越磁場，計算從金屬棒A₁進入磁場（t=0）到A₂離開磁場的時間內(nèi)，不同時間段通過電阻R的電流強度，并在圖4中畫出。

　　解析：0－t₁（0－0．2s）A₁產(chǎn)生的感應電動勢：，

　　電阻R與A₂并聯(lián)阻值：，

　　所以電阻R兩端電壓，

　　通過電阻R的電流：；

　　t₁－t₂（0．2－0．4s）E=0,   I₂=0；

　　t₂－t₃（0．4－0．6s） 同理：I₃=0．12A．電流隨時間變化關系如圖5所示。

　　求解物理圖像的描繪問題的方法是，首先和解常規(guī)題一樣，仔細分析物理現(xiàn)象，弄清物理過程，然后求解有關物理量或分析相關物理量間的函數(shù)關系，最后正確地作出圖像。在描繪圖像時，要注意物理量的單位，坐標軸標度的適當選擇用函數(shù)圖像的特征等。

　　三、圖像變換問題

　　例3　矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直地面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向，圖7中正確的是（　?。?/span>

圖7

　　解析：0-1s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流，方向為逆時針方向，排除A、C選項；2s-3s內(nèi)，B垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針方向，排除B選項，D正確。

　　處理有關圖像變換的問題，首先要識圖，即讀懂已知圖像表示的物理規(guī)律或物理過程，然后再根據(jù)所求圖像與已知圖像的聯(lián)系，進行圖像間的變換。

　　四、圖像分析問題

　　例4  如圖8所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l=0．20 m，電阻R=1．0 Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=0．5 Ｔ的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下。現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如圖9所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a。

　　解析：導體桿在軌道上做初速度為零的加速直線運動，用v表示瞬時速度，t表示時間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為：，

　　閉合回路中的感應電流為：，

　　由安培力公式和牛頓第二定律得：，

　　得：。

　　在圖像上取兩點：（0，1）（28，4）代入解方程組得：

　　．

　　在定性分析物理圖像時，要明確圖像中的橫軸與縱軸所代表的物理量，要弄清圖像的物理意義，借助有關的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷；而對物理圖像定量計算時，要搞清圖像所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關系，并要注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖像中的隱含條件，明確有關圖線所包圍的面積、圖像在某位置的斜率（或其絕對值）、圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義。

　　五、圖像應用問題

　　例5  如圖10所示，頂角θ=45°，的金屬導軌MON固定在水平面內(nèi)，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中。一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度v₀沿導軌MON向右滑動，導體棒的質(zhì)量為m，導軌與導體棒單位長度的電阻均為r，導體棒與導軌接觸點的a和b，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸．t=0時，導體棒位于頂角O處，求：

　?、舤時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向。

　?、茖w棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式。

　?、菍w棒在0～t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。

　?、热粼趖₀時刻將外力F撤去，導體棒最終在導軌上靜止時的坐標x。

　　解析：⑴0到t時間內(nèi)，導體棒的位移 x=v₀t

　　t時刻，導體棒的長度 l=x

　　導體棒的電動勢 E=Blv₀

　　回路總電阻 R= （2x+x）r

　　電流強度

　　電流方向 b→a

　　⑵

　?、莟時刻導體棒的電功率

　　∵ P∝t  ∴ Q=Pt/2=

　　⑷撤去外力后，任意時刻t導體棒的坐標為x，速度為v，取很短時間Δt或很短距離Δx

　　在t~t+Δt時間內(nèi)，由動量定理得

　　BIlΔt=mΔv，

　　，

　　掃過面積 （如圖11），   （x₀=v₀t₀）

　　得 ，

　　或 設滑行距離為d

　　則 ，

　　即 ，

　　解之  ，（負值已舍去）

　　得 x=

　　在應用圖像法求解物理問題時，要根據(jù)題意把抽象的物理過程用圖線表示出來，將物理量間的關系轉(zhuǎn)化為幾何關系，運用圖像直觀、簡明的特點，分析解決物理問題。