《高考物理一輪復習 第11章 電磁感應 微專題59 電磁感應中的圖象和電路問題試題 粵教版-粵教版高三物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習 第11章 電磁感應 微專題59 電磁感應中的圖象和電路問題試題 粵教版-粵教版高三物理試題（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、59 電磁感應中的圖象和電路問題 [方法點撥]　(1)產生電動勢的那部分導體相當于電源，電源內部電流由負極流向正極，電源兩端電壓為路端電壓；(2)Φ－t圖象、B－t圖象的斜率不變或平行，感應電動勢大小不變，電流方向不變． 1．(B－t圖象)(多選)如圖1甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10 cm、總電阻為0.1 Ω的正方形閉合導線圈，放在與線圈平面垂直的如圖所示的勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示，則以下說法正確的是(　　) 圖1 A．導線圈中產生的是交變電流 B．在t＝2.5 s時導線圈產生的感應電動勢為1 V C．在0～2 s內通過導線橫截面的

2、電荷量為20 C D．在t＝1 s時，導線圈內電流的瞬時功率為10 W 2．(I－t圖象)如圖2所示，導體棒沿兩平行金屬導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形磁場區(qū)域abcd，ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac右側的磁感應強度是左側的2倍且方向相反，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關于導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流從M經R到N為正方向，安培力向左為正方向)(　　) 圖2 3．(線框切割有界磁場)(多選)空間中存在一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場區(qū)域的橫截面為等腰直角三角形，底邊水平，其斜邊長度為L.一正方形導體框abcd的邊長也為L，開始正方

3、形導體框的ab邊與磁場區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合，如圖3所示．由圖示的位置開始計時，正方形導體框以平行于bc邊的速度v勻速穿越磁場．若導體框中的感應電流為i，a、b兩點間的電壓為Uab，感應電流取逆時針方向為正，則導體框穿越磁場的過程中，i、Uab隨時間的變化規(guī)律的圖象正確的是(　　) 圖3 4．(電路問題)(多選)如圖4所示，用粗細均勻的銅導線制成半徑為r的圓環(huán)，PQ為圓環(huán)的直徑，其左右兩側存在垂直圓環(huán)所在平面的勻強磁場，磁感應強度大小均為B，但方向相反，圓環(huán)的電阻為2R，一根長度為2r、電阻為R的金屬棒MN繞著圓環(huán)的圓心O點緊貼著圓環(huán)以角速度ω沿順時針方向勻速轉動，轉動過程

4、中金屬棒MN與圓環(huán)始終接觸良好，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A．金屬棒MN兩端的電壓大小為Bωr2 B．圓環(huán)消耗的電功率是恒定的 C．圓環(huán)中電流的大小為 D．金屬棒MN旋轉一周的過程中，電路中產生的熱量為 5．(電路問題)(多選)如圖5所示，一個“日”字形金屬框架豎直放置，AB、CD、EF邊水平且間距均為L，阻值均為R，框架其余部分電阻不計．水平虛線下方有一寬度為L的垂直紙面向里的勻強磁場．釋放框架，當AB邊剛進入磁場時框架恰好勻速，從AB邊到達虛線至線框穿出磁場的過程中，AB兩端的電勢差UAB、AB邊中的電流I(設從A到B為正)隨位移s變化的圖象正確的是(　　)

5、圖5 6．如圖6甲所示，矩形線圈abcd固定于方向相反的兩個磁場中，兩磁場的分界線OO′恰好把線圈分成對稱的左右兩部分，兩磁場的磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定磁場垂直紙面向里為正，線圈中感應電流逆時針方向為正．則線圈感應電流隨時間的變化圖象為(　　) 圖6 7．如圖7甲所示，一匝數(shù)N＝10、總電阻為R＝2.5 Ω、邊長L＝0.3 m的均質正三角形金屬線框靜置在粗糙水平面上，線框的頂點正好是半徑r＝的圓形磁場的圓心，磁場方向豎直向下(正方向)，磁感應強度大小B隨時間t變化的關系如圖乙所示，a、b是磁場邊界與線框的兩個交點，已知線框與水平面間的最大靜摩

6、擦力f＝0.6 N，取π＝3，則(　　) 圖7 A．t＝0時穿過線框的磁通量為0.06 Wb B．線框靜止時，線框中的感應電流大小為0.6 A C．線框靜止時，a、b兩點間電壓為 V D．經時間t＝0.8 s，線框開始滑動 8．(多選)如圖8,在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導線框,導線框右側有兩個寬度也為L的有界勻強磁場,磁感應強度大小均為B、方向分別豎直向下和豎直向上.t＝0時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合,隨后導線框在外力作用下,以速度v勻速進入并通過磁場區(qū)域.規(guī)定電流i沿逆時針方向時為正,磁感線豎直向下時磁通量Φ為正,安培力的合力F向左為正.則以下關于Φ

7、、i、F和導線框中的電功率P隨時間變化的圖象大致正確的是(　　) 圖8 9．如圖9甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻為R的定值電阻，電阻為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計．整個裝置處在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中．t＝0時對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動，通過定值電阻R的電荷量q隨時間的平方t2變化的關系如圖乙所示．下列關于穿過回路abPMa的磁通量Φ、金屬棒的加速度a、外力F、通過電阻R的電流I隨時間t變化的圖象中正確的是(　　) 圖9 10．

8、(多選)如圖10所示，頂角θ＝45°的金屬導軌MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直向下、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為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，則流過導體棒的電流強度I、導體棒內產生的焦耳熱Q、導體棒做勻速直線運動時水平外力F、導體棒的電功率P各量大小隨時間變化的關系正確的是(　　) 圖10 11．(多選)直角三角形金屬框abc放置在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向

9、平行于ab邊向上．若金屬框繞ab邊向紙面外以角速度ω勻速轉動90°(從上往下看逆時針轉動)，如圖11甲所示，c、a兩點間的電勢差為Uca，通過ab邊的電荷量為q.若金屬框繞bc邊向紙面內以角速度ω勻速轉動90°，如圖乙所示，c、a兩點間的電勢差為Uca′，通過ab邊的電荷量為q′.已知bc、ab邊的長度都為l，金屬框的總電阻為R.下列判斷正確的是(　　) 圖11 A．Uca＝Bωl2 B．Uca′＝Bωl2 C．q＝ D．q′＝ 答案精析 1．ACD　[在0～2 s內，磁感應強度變化率為＝1 T/s，根據(jù)法拉第電磁感應定律，產生的感應電動勢為E1＝nS＝100×0.12×1 V＝

10、1 V；在2～3 s內，磁感應強度變化率為＝2 T/s，根據(jù)法拉第電磁感應定律，產生的感應電動勢為E2＝nS＝100×0.12×2 V＝2 V．導線圈中產生的感應電流為方波交變電流，選項A正確．在t＝2.5 s時，產生的感應電動勢為E2＝2 V，選項B錯誤．在0～2 s內，感應電流I＝＝10 A，通過導體橫截面的電荷量為q＝IΔt＝20 C，選項C正確．在t＝1 s時，導線圈內感應電流的瞬時功率P＝UI＝I2R＝102× 0.1 W＝10 W，選項D正確．] 2．A　[由E＝BLv可知，導體棒由b運動到ac過程中，切割磁感線有效長度L均勻增大，感應電動勢E均勻增大，由歐姆定律可知，感應電流

11、I均勻增大．由右手定則可知，感應電流方向由M經R到N，由左手定則可知，導體棒所受安培力水平向左，大小不斷增大，故B、C、D項錯，A項正確．] 3．AD　[由楞次定律可知，導體框進入磁場時感應電流的方向為逆時針，出磁場時感應電流的方向為順時針，由E＝Blv可知i＝＝，導體框進、出磁場時，有效切割長度l均由L逐漸變?yōu)榱?，所以電流也是從大變小，A正確，B錯誤；進磁場時ab邊為電源，Uab為負值，且大小為BLv，出磁場時ab邊不是電源，電流從b到a，Uab為負值，且大小為，C錯誤，D正確．] 4．BD　[由右手定則知金屬棒MN中產生的感應電動勢相當于兩電源串聯(lián)，總電動勢E＝2× Br2ω＝Br2

12、ω，金屬棒MN相當于電源，外電路電阻為，因此金屬棒MN兩端的電壓等于E＝Bωr2，選項A錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律得總電流I＝，圓環(huán)中電流大小為總電流的一半，為，選項C錯誤；通過圓環(huán)的電流和金屬棒MN兩端的電壓不變，故圓環(huán)消耗的電功率是不變的，選項B正確；金屬棒MN旋轉一周的時間t＝，因此電路中產生的熱量W＝EIt＝，選項D正確．] 5．AC　[0～L過程中，此時AB相當于內阻為R的電源，B為電源正極，電勢較高，AB兩端的電勢差為路端電壓，設為－U，此時由歐姆定律有：I0＝，U＝I0·R＝，其中E為電源電壓，I0為電路總電流；L～2L過程中，CD相當于內阻為R的電源，此時UBA＝E－I0R＝

13、E＝U，所以UAB＝－U；2L～3L過程中，EF相當于內阻為R的電源，此時UBA＝E－I0R＝ E＝U，所以UAB＝－U，則A圖象符合，A項正確，B項錯誤；0～L過程中，因為AB邊剛進入磁場時框架恰好勻速，由受力平衡可知，電流方向從A到B，此時電流I1＝＝；L～2L過程中，CD相當于內阻為R的電源，電流方向從B到A，此時電流I2＝－I1＝－；2L～3L過程中，EF相當于內阻為R的電源，電流方向從B到A，此時電流I3＝－I1＝－，則C圖象符合，C項正確，D項錯誤．] 6．A　[由題圖乙可知，在0～內，左側磁場強度大小逐漸增大，右側磁場強度大小逐漸減小，根據(jù)楞次定律，線圈中感應電流方向為逆時針

14、；在～T內，左側磁場強度大小逐漸減小，右側磁場強度大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律，線圈中感應電流方向為順時針．再根據(jù)均勻變化的磁場產生恒定的電流知，A正確．] 7．D　[由磁通量的定義可知t＝0時穿過線框的磁通量為Φ＝B0·πr2＝0.01 Wb，A錯；由法拉第電磁感應定律知E＝N＝N·πr2＝0.25 V，所以線框中的感應電流為I＝＝0.1 A，B錯；由楞次定律及閉合電路歐姆定律可知Uab＝E＝ V，C錯；線框位于磁場中的兩條邊受到的安培力大小為F1＝NBIr，且兩個力的夾角為120°，合力大小等于F1，所以當F1等于最大靜摩擦力時，線框就要開始滑動，即NBIr＝f，由題圖乙知B＝2＋5t(T

15、)，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得t＝0.8 s，D對．] 8．BD 9．C　[設金屬導軌間的距離為l，金屬棒沿導軌向上運動的位移為s，由題圖乙可得q＝t＝＝kt2，s＝t2，故金屬棒做勻加速直線運動，B錯誤；由Φ＝Bl可知，A錯誤；回路中的電流I＝t，由牛頓第二定律有F－mgsin θ－BIl＝ma，故有F＝t＋mgsin θ＋ma，C正確，D錯誤．] 10．AC　[0到t時間內，導體棒的位移為：s＝v0t，t時刻，導體棒的長度為：l＝s，導體棒的電動勢為E＝Blv0，回路總電阻為：R＝(2s＋s)r，電流強度為：I＝＝，故I的大小保持不變,電流方向為b→a，A項正確;t時刻導體棒的電功率：P＝I2R′＝2 ×v0tr＝，D項錯誤．因為P∝t，所以Q＝Pt＝，Q－t圖線是開口向上的拋物線，B項錯誤；導體棒做勻速直線運動，水平外力與安培力平衡，則有F＝BIl＝，C項正確．] 11．AD　[甲圖bc和ac邊切割磁感線，產生的電動勢Eca＝Ecb＝Bl＝Bωl2.由于穿過閉合電路的磁通量沒有變化，電路中沒有電流，故Uca＝E＝Bωl2，選項A正確，選項C錯誤．乙圖中，只有ca邊切割磁感線，產生的電動勢是變化的，其最大值為Eca＝Bωl2，且從圖示位置轉過90°的瞬間，其瞬時值為0，這個過程中的平均電動勢為＝＝，通過ab邊的電荷量q′＝t＝t＝，選項B錯誤，選項D正確．]