2022年高考物理一轮复习 课时跟踪训练33 电磁感应中电路和图像问题

2022年高考物理一轮复习 课时跟踪训练33 电磁感应中电路和图像问题一、选择题1穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小再变大解析：由法拉第电磁感应定律En可得，闭合回路产生的感应电动势取决于t图象的斜率的绝对值大小图中t图象的斜率为零，故感应电动势为零，A错误；图中t图象斜率不变，故感应电动势为定值，B错误；图中回路中0t1时间内t图象的斜率的绝对值大于t1t2时间内t图象的斜率的绝对值，故在0t1时间内产生的感应电动势大于t1t2时间内产生的感应电动势，C错误；图中t图象的斜率的绝对值先变小再变大，故回路产生的感应电动势先变小再变大，D正确答案：D2.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻忽略不计，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)，现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动，令U表示MN两端电压的大小，则()AUvBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dBUvBl，流过固定电阻R的感应电流由d到bCUvBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dDUvBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b解析：导体杆向右做匀速直线运动产生的感应电动势Blv，R和导体杆形成一串联电路，由分压原理得URBlv，由右手定则可判断出感应电流方向由NMbdN，故A选项正确答案：A3(xx临沂三月)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60的斜向下的匀强磁场中，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F作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0t1时间内，能正确反映通过导体棒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()解析：由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为ba，由法拉第电磁感应定律可判定回路中电流大小恒定，故A、B错；由F安BIL可得F安随B的变化而变化，在0t0时间内，F安方向斜向右下，故外力F与F安的水平分力等值反向，方向向左为负值；在t0t1时间内，F安的水平分力方向改变，故外力F方向也改变为正值，故C错误，D正确答案：D4.(xx大纲卷)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为，t0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是()解析：从导体杆转动切割磁感线产生感应电动势的角度考虑当导体杆顺时针转动切割圆形区域中的磁感线时，由右手定则判断电动势由O指向A，为正，选项D错误；切割过程中产生的感应电动势EBLBL2，其中L2Rsint，即E2BR2sin2t，可排除选项A、B，选项C正确答案：C5.(xx陕西省西工大附中高三第六次模拟)如图所示，平行导轨之间有一个矩形磁场区，在相等面积两部分区域内存在着磁感应强度大小相等方向相反的匀强磁场细金属棒AB沿导轨从PQ处匀速运动到PQ的过程中，棒上AB两端的电势差UAB随时间t的变化图象正确的是()解析：AB在到达磁场左边界前、及离开右边界后没有感应电动势，设导体棒切割磁感线的总长度为L，在两个磁场中切割的长度分别为L1和L2，则L1L2L，则感应电动势UABB(L1L2)v 由式得：UAB2BL1vBLv，在运动过程中L1逐渐减小，UAB先正后负，C正确答案：C6.(xx福建卷)如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直设OO下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()解析：根据导体线框进入磁场的速度的不同分析线框的受力情况、运动情况，从而判断可能的vt图象线框先做自由落体运动，因线框下落高度不同，故线框ab边刚进磁场时，其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况：当F安mg时，线框匀速进入磁场，其速度v，选项D有可能；当F安mg时，线框减速进入磁场，ag，v减小，a减小，线框做加速度逐渐减小的减速运动，当线框未完全进入磁场而a减为零时，即此时F安mg，线框开始做匀速运动，当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动，选项B有可能故不可能的只有选项A.答案：A7(多选)如图甲所示，正六边形导线框abcdef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t0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()解析：02 s时间内，负方向的磁场在减弱，产生正方向的恒定电流，cd边受安培力向右且减小.2 s3 s时间内，电流仍是正方向，且大小不变，此过程cd边受安培力向左且增大.3 s6 s时间内，电流沿负方向，大小不变，cd边受安培力先向右后变为向左，故选A、C.答案：AC8(多选)(xx锦州一模)如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度大小分别为B、2B、3B、nB，两导轨左端MP间接入电阻R，金属棒ab垂直放在水平导轨上，且与导轨接触良好，不计导轨和金属棒的电阻若在不同的磁场区对金属棒施加不同的拉力，使棒ab以恒定速度v向右匀速运动取金属棒图示位置(即磁场1区左侧)为x0，则通过棒ab的电流i、对棒施加的拉力F随位移x变化的图象是()解析：金属棒切割磁感线产生的感应电动势EBLv，电路中感应电流I，所以通过棒的电流i与n成正比，选项A正确；棒所受的安培力F安BIL，因为棒匀速运动，对棒施加的外力F与F安等大反向，即F与n2成正比，选项D正确答案：AD9(多选)如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的()解析：在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正方向，电流在减小，UabI(RbcRcdRda)在减小在cd边通过磁场的过程中，可判断出电流为顺时针方向，即沿负方向，电流逐渐减小，UabIRab逐渐减小，A、D正确答案：AD二、非选择题10(xx重庆一中月考)如图所示，匀强磁场B0.1 T，金属棒AB长0.4 m，与框架宽度相同，电阻为 ，框架电阻不计，电阻R12 ，R21 ，当金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C为0.3 F，则带电荷量是多少？解析：(1)由EBLv得E0.10.45 V0.2 VR I A0.2 A.(2)路端电压UIR0.2 V VQCU2CU0.3106 C4108 C.答案：(1)0.2 A(2)4108 C11(xx广州一模)如图甲所示，空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m1 kg、电阻R4 ，在水平向左的外力F作用下，以初速度v04 m/s匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；(3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由解析：(1)由Ft图象可知，线框加速度a2 m/s2线框的边长Lv0tat2(41212) m3 mt0时刻线框中的感应电流I线框所受的安培力F安BIL由牛顿第二定律F1F安ma又F11 N，联立得B T(2)线框进入磁场的过程中，平均感应电动势平均电流通过线框的电荷量qt联立得q0.75 C.(3)设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x.由运动学公式得0v2ax代入数值得x4 m2L所以线框不能从右侧离开磁场答案：(1) T(2)0.75 C(3)不能