高考物理一轮复习 微专题15 电磁感应中的电路和图象问题练习 新人教版

微专题十五 电磁感应中的电路和图象问题A级基础练1(08787051)(2018湖南师大附中)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，如图所示则在移出过程中线框一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是()解析：B线框各边电阻相等，切割磁感线的那个边为电源，电动势相同均为Blv，在A、C、D项中，UabBlv；B项中，UabBlv，B选项正确2(2018广东惠州)闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按Bt图变化，方向如图所示，则回路中()A电流方向为逆时针方向B电流越来越大C磁通量的变化率恒定不变D产生的感应电动势越来越大解析：C由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故A项错误；由法拉第电磁感应定律可知，E/tBS/t，故感应电动势保持不变，电流不变，故B、D项均错误；由图象可知，磁感应强度随时间均匀增大，则由BS可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，故C项正确3(08787052)(2018河南实验中学)半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如甲图所示磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律如乙图所示则以下说法正确的是 ()A第2秒内上极板为正极B第3秒内上极板为负极C第2秒末两极板之间的电场强度大小为零D第4秒末两极板之间的电场强度大小为解析：AA项，第2 s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电，故A项正确；B项，第3 s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电，故B项错误；C项，根据法拉第电磁感应定律可知，第2秒末感应电动势不变，则两极板之间的电场强度大小不为零，故C项错误；D项，由题意可知，第4秒末两极板间的电场强度大小为E，故D项错误4(08787053)(2018宁夏银川)如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进入磁场开始计时)正确的是 () 解析：B线圈在进磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向为ABCD方向，即为正值，在出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为DCBA，即为负值在线圈进入磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，在线圈进入磁场的后一半过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；在线圈出磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电流均匀增大，在线圈出磁场的后一半的过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电流均匀减小，故B项正确，A、C、D项错误故选B项5(08787054)(2018山西忻州)如图所示的匀强磁场中有一根弯成45的金属线POQ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OAl0，且MNOQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图正确的是()解析：C经过时间t，MN距O点的距离为l0vt，MN的有效切割长度也为l0vt，此时MN产生的感应电动势：EB(l0vt)v；整个回路的电阻R(2)(l0vt)r；回路的电流I；MN受到的拉力等于安培力：FBIL，故C项正确6(08787055)(多选)(2018安徽江南十校联考)如图所示，磁场与线圈平面垂直，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v13v2.在先后两种情况下()A线圈中的感应电流之比I1I213B线圈中的感应电流之比I1I231C线圈中产生的焦耳热之比Q1Q231D通过线圈某截面的电荷量之比q1q211解析：BCDv13v2，根据EBLv知感应电动势之比为31，感应电流I，则感应电流之比I1I231，故A错误，B正确v13v2，知t1t213，根据QI2Rt，知焦耳热Q1Q231，故C正确根据qIt，知通过某截面的电荷量之比q1q211，故D正确7(08787056)(多选)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻r1 ，R14 ，R25 ，C30 F.在一段时间内，穿过螺丝管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化则下列说法中正确的是()A螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5102 WDS断开后，通过R2的电荷量为1.8105 C解析：AD由法拉第电磁感应定律可得，螺线管内产生的电动势为：EnS1 50020104 V1.2 V，故A正确；根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，故B错误；电流稳定后，电流为：I A0.12 A，电阻R1上消耗的功率为：PI2R10.1224 W5.76102 W，故C错误；开关断开后通过电阻R2的电荷量为：QCUCIR2301060.125 C1.8105 C，故D正确B级能力练8(08787057)(多选)(2018豫晋冀三省第二次联考)如图甲所示，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动电容器两极板间的电势差随时间变化的图象如图乙所示，不计导体棒及导轨电阻下列关于导体棒ab运动的速度v、导体棒ab受到的外力F随时间变化的图象可能正确的是()解析：BD电容器的电压UBLv，U随时间t均匀增大，说明速度v均匀增大，棒做匀加速运动，A错误，B正确；电路中的电流i常数，棒中的电流不变，再由FBILma可知，外力不随时间而变化，C错误，D正确9(08787058)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，则充电量为多少？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 C10(08787059)如图甲所示，水平面上固定一个间距L1 m的光滑平行金属导轨，整个导轨处在竖直方向的磁感应强度B1 T的匀强磁场中，导轨一端接阻值R9 的电阻导轨上有质量m1 kg、电阻r1 、长度也为1 m的导体棒，在外力的作用下从t0开始沿平行导轨方向运动，其速度随时间的变化规律是v2，不计导轨电阻求：(1)t4 s时导体棒受到的安培力的大小(2)请在如图乙所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系(I2t)图象解析：(1)4 s时导体棒的速度v24 m/s感应电动势EBLv感应电流I此时导体棒受到的安培力F安BIL0.4 N(2)由(1)可得I2242 t0.04t作出图象如图所示答案：(1)0.4 N(2)见解析图11(08787060)(2017天津理综)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触首先开关S接1，使电容器完全充电然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出)，MN开始向右加速运动当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨问： (1)磁场的方向；(2)MN刚开始运动时加速度a的大小；(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少解析：(1)电容器充电后上极板带正电，下极板带负电，放电时通过MN的电流由M到N，欲使炮弹向右运动射出，根据左手定则可知磁场的方向垂直于导轨平面向下(2)电容器完全充电后，两极板间电压为E，当开关S接2时，电容器放电，设刚放电时的电流：I，炮弹受到的安培力：FBIl， 根据牛顿第二定律：Fma， 联立以上三式解得加速度a.(3)电容器放电前所带的电荷量Q1CE开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势：EBlvm最终电容器所带电荷量Q2CE设在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力：Bl由动量定理，有：tmvm0又：tQ1Q2整理得：最终电容器所带电荷量Q2.答案：(1)磁场的方向垂直于导轨平面向下(2)(3)6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375