《高考物理大一輪復習 課后限時集訓30 電磁感應中的電路和圖象問題-人教版高三全冊物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大一輪復習 課后限時集訓30 電磁感應中的電路和圖象問題-人教版高三全冊物理試題（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課后限時集訓30電磁感應中的電路和圖象問題建議用時：45分鐘1(2019溫州模擬)如圖所示，一足夠長的平行金屬導軌傾斜放置，傾角為37，寬度為0.5 m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1 。一導體棒MN垂直于導軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為0.8 T。將導體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導體棒MN的運動速度大小以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s,1 WB5 m/s,1 WC7.

2、5 m/s,9 W D15 m/s,9 WB小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時，導體棒做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mgsin 37mgcos 37，解得v5 m/s；導體棒產(chǎn)生的感應電動勢EBLv，電路電流I，燈泡消耗的功率PI2R，解得P1 W，故選項B正確。2(多選)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示，整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中始

3、終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計。下列說法正確的是()A金屬棒中電流從B流向AB金屬棒兩端電壓為Br2C電容器的M板帶負電D電容器所帶電荷量為CBr2AB根據(jù)右手定則可知金屬棒中電流從B流向A，選項A正確；金屬棒轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢為EBrBr2，切割磁感線的金屬棒相當于電源，金屬棒兩端電壓相當于電源的路端電壓，因而UEBr2，選項B正確；金屬棒A端相當于電源正極，電容器M板帶正電，選項C錯誤；由C可得電容器所帶電荷量為QCBr2，選項D錯誤。3(多選)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置，間距為l1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值R10 的電阻。一阻值R10 的導體棒ab以速

4、度v4 m/s勻速向左運動，導體棒與導軌接觸良好。導軌所在平面存在磁感應強度大小B0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法正確的是()A導體棒ab中電流的方向為由b到aBcd兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為1 VBD由右手定則可知ab中電流方向為ab，A錯誤；導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢EBlv，ab為電源，cd間電阻R為外電路負載，de和cf間電阻中無電流，de和cf間無電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即UR1 V，B、D正確，C錯誤。4如圖所示，導體桿OP在作用于OP中點且垂直于OP的力作用下，繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強磁場中以一定的

5、角速度轉(zhuǎn)動。磁場的磁感應強度為B，AO間接有電阻R，桿和框架電阻不計，回路中的總電功率為P，則()A外力的大小為2BrB外力的大小為BrC導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為D導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為C設(shè)導體桿轉(zhuǎn)動的角速度為，則導體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢EBr2，I，根據(jù)題述回路中的電功率為P，則PEI；設(shè)維持導體桿勻速轉(zhuǎn)動的外力為F，則有P，vr，聯(lián)立解得FBr，選項C正確，A、B、D錯誤。5(多選)(2019全國卷)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質(zhì)細導線的電阻率為、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t0時磁

6、感應強度的方向如圖(a)所示；磁感應強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示。則在t0到tt1的時間間隔內(nèi)()圖(a)圖(b)A圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向C圓環(huán)中的感應電流大小為D圓環(huán)中的感應電動勢大小為BC根據(jù)楞次定律可知在0t0時間內(nèi)，磁感應強度減小，感應電流的方向為順時針，圓環(huán)所受安培力水平向左，在t0t1時間內(nèi)，磁感應強度反向增大，感應電流的方向為順時針，圓環(huán)所受安培力水平向右，所以選項A錯誤，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律得Er2，根據(jù)電阻定律可得R ，根據(jù)歐姆定律可得I，所以選項C正確，D錯誤。6(多選)(2019全國卷)如圖所示，方向豎直向下的勻

7、強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上。t0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖象中可能正確的是()ABCDAC棒ab以初速度v0向右滑動，切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，使整個回路中產(chǎn)生感應電流，判斷可知棒ab受到方向與v0方向相反的安培力的作用而做變減速運動，棒cd受到方向與v0方向相同的安培力的作用而做變加速運動，它們之間的速度差vv1v2逐漸減小，整個系統(tǒng)產(chǎn)生的感應電動勢逐漸減小，回路中感應電流逐漸減小，最后變?yōu)榱?，即最終棒ab和棒cd

8、的速度相同，v1v2，兩相同的光滑導體棒ab、cd組成的系統(tǒng)在足夠長的平行金屬導軌上運動時不受外力作用，由動量守恒定律有mv0mv1mv2，解得v1v2，選項A、C均正確，B、D均錯誤。7在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500 匝，橫截面積S20 cm2，螺線管導線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F，在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，求：甲乙(1)求螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢？(2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求此時全電路電流的方向(順時針還是逆時針)?(3)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率？(4)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后

9、，求電容器的電荷量？解析(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律：EnS代入數(shù)據(jù)解得：E1 50021031.2 V。(2)(3)根據(jù)全電路歐姆定律I0.12 A根據(jù)PI2R1求得P5.76102 W根據(jù)楞次定律知，電流方向為逆時針。(4)S斷開后，電容器兩端的電壓UIR20.6 V電容器的電荷量QCU1.8105 C。答案(1)螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢為1.2 V(2)全電路電流的方向為逆時針(3)電阻R1的電功率為5.76102 W(4)電容器的電荷量為1.8105 C8(多選)如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時能夠持續(xù)發(fā)光。某同學對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為L的導

10、電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動(俯視)。圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR，輻條互成120角。在圓環(huán)左半部分張角也為120角的范圍內(nèi)(兩條虛線之間)分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應強度為B的勻強磁場，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、N與一個LED燈相連。假設(shè)LED燈電阻為r，其他電阻不計，從輻條OP進入磁場開始計時。在輻條OP轉(zhuǎn)過120的過程中，下列說法中正確的是()甲乙AO、P兩端電壓為BL2B通過LED燈的電流為C整個裝置消耗的電能為D增大磁感應強度可以使LED燈發(fā)光時更亮BCD輻條OP進入磁場勻速轉(zhuǎn)動時有EBL，在電路中OP

11、相當于內(nèi)阻為r的電源，另外兩根金屬輻條和LED燈并聯(lián)，故電路的總電阻R，OP兩端的電壓為電源的路端電壓U，流過LED燈的電流是I，A錯誤，B正確；整個裝置消耗的電能Qt，C正確；由LED燈中電流為I知，增大角速度、增大磁感應強度、減小輻條的電阻和LED燈的電阻等措施可以使LED燈變得更亮，故D正確。9.(多選)如圖所示，導體棒沿兩平行導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac右側(cè)的磁感應強度是左側(cè)的2倍且方向相反，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關(guān)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)定電流由M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為

12、正方向)()AB CDAC設(shè)導軌間距為L，導體棒在左半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向上，電流由M經(jīng)R到N為正值，It，故I隨時間均勻增大，導體棒在右半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向下，電流為負值，I，故I隨時間均勻減小，且滿足經(jīng)過分界線時感應電流大小突然加倍，A正確，B錯誤；第一段時間內(nèi)安培力大小Ft2，第二段時間內(nèi)F，根據(jù)數(shù)學知識可知，C正確，D錯誤。10(多選)(2019安慶市二模)如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接一電阻R，整個裝置處于方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。t0時對金屬棒施加一平行于導軌的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導

13、軌向上運動，金屬棒電阻為r，導軌電阻忽略不計。已知通過電阻R的感應電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于棒的運動速度v、外力F、流過R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時間變化的圖象正確的是()甲乙ABCDAB根據(jù)題圖乙所示的It圖象可知Ikt，其中k為比例系數(shù)，由閉合電路歐姆定律可得：Ikt，可推出：Ekt(Rr)，而E，所以有：kt(Rr)， t圖象是一條過原點且斜率大于零的直線，故B正確；因EBlv，所以vt，vt圖象是一條過原點且斜率大于零的直線，說明金屬棒做的是初速度為零的勻加速直線運動，即vat，故A正確；對金屬棒在沿導軌方向有FBIlma，而I，vat，得到Fma，可

14、見Ft圖象是一條斜率大于零且與縱軸正半軸有交點的直線，故C錯誤；qtt2，qt圖象是一條開口向上的拋物線，故D錯誤。11(多選)如圖所示，abcd為一邊長為l的正方形導線框，導線框位于光滑水平面內(nèi)，其右側(cè)為一勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與線框的cd邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁感應強度為B，方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右運動，直至通過磁場區(qū)域。cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動，規(guī)定線框中電流沿逆時針時方向為正，則導線框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、b兩端的電壓Uab及導線框中的電流i隨cd邊的位移x變化的圖線可能是()ABCDBD線框進入磁場

15、的過程做勻速直線運動，感應電動勢EBlv恒定，線框中的電流大小恒定，方向沿逆時針方向，a、b兩端的電壓UabBlv；線框完全在磁場中運動時，穿過閉合電路的磁通量不變，線框中感應電流為零，做勻加速運動，但ab邊兩端的電壓UabBlvBl，其中v0為勻速運動的速度，Uab與位移x不是線性關(guān)系，當出磁場時，線框做減速運動，Uab不斷減小，故A錯誤、B正確；當線圈的cd邊出磁場時，電流為順時針方向，由于此時安培力大于外力F，故此時線圈做減速運動，且加速度逐漸減小，電流圖象切線的斜率減小，逐漸趨近于開始進入磁場時的電流大小，C錯誤，D正確；故選BD。12(2019吉林市第二次調(diào)研)如圖甲所示，一邊長L2

16、.5 m、質(zhì)量m0.5 kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置處在方向豎直向上、磁感應強度B0.8 T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5 s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過程中，甲乙(1)求通過線框的電荷量及線框的總電阻；(2)分析線框運動性質(zhì)并寫出水平力F隨時間變化的表達式；(3)已知在這5 s內(nèi)力F做功1.92 J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少。解析(1)根據(jù)qt，由It圖象得，q1.25 C又根據(jù)得R4 。(2)由題圖乙可知，感應電流隨時間變化的規(guī)律：I0.1t由感應電流I，可得金屬線框的速度隨時間也是線性變化的，v0.2t線框做初速度為0的勻加速直線運動，加速度a0.2 m/s2線框在外力F和安培力F安作用下做勻加速直線運動，F(xiàn)F安ma又F安BIL得F(0.2t0.1) N。(3)5 s時，線框從磁場中拉出時的速度v5at1 m/s由能量守恒得：WQmv線框中產(chǎn)生的焦耳熱QWmv1.67 J。答案見解析