高中物理 模块十 电磁感应 考点4_6 电磁感应规律应用之图像问题试题1

考点4.6电磁感应中图像问题1图象类型电磁感应中主要涉及的图象有Bt图象、t图象、Et图象和It图象还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象2应用知识(1)四个规律：左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律(2)应用公式：平均电动势En平动切割电动势EBlv转动切割电动势EBl2闭合电路的欧姆定律I安培力FBIl牛顿运动定律的相关公式等3基本方法(1)明确图象的种类，是Bt图象还是t图象，或者Et图象、It图象等(2)分析电磁感应的具体过程(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程(4)根据函数方程进行数学分析如斜率及其变化、两轴的截距、图线与坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义(5)画图象或判断图象【例题】如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()【答案】A【解析】设bac2，图示位置时a距棒的距离为l0，MN以速度v匀速运动，导体棒单位长度的电阻为R0.经过时间t，导体棒的有效切割长度L2(l0vt)tan ，感应电动势EBLv2Bv(l0vt)tan ，回路的总电阻R2(l0vt)tan R0，回路中电流i，故i与t无关是一个定值，选项A正确1. 如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(C)2. (多选)如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是(AC)3. 如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是(B)4. 如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动，t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域.下列vt图象中，可能正确描述上述过程的是(D)5. 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是(B)6. 矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图3甲所示.磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在04 s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力的正方向)可能是选项图中的(D)7. 闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的的规律如图6所示规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向关于线框中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列选项正确的是(D)8. 如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在t0到tt1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是(A)9. 如图所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外.一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒ab两端的感应电动势E(取ab为电动势的正方向)与导体棒位置x关系的图象是(A)10. 如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(C)11. 如图所示，EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF；OO为EOF的角平分线，OO间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿OO方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()12. 如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域直角边长为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一边长为L、总电阻R的正方形闭合导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v垂直磁场匀速穿过磁场区取电流沿abcda的方向为正，则图中表示线框中感应电流i随bc边位置坐标x变化的图象正确的是(C)13. 如图甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60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B的正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除导体棒电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力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的正方向，则在0t1时间内，能正确反映流过导体棒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()14. 如下图所示的两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左边L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直现用拉力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点规定电流沿逆时针方向时电动势E为正，拉力F向右为正则以下关于线框中通过的电荷量q、感应电动势E、拉力F和产生的热量Q随时间t变化的图像正确的是(B)15. 如图甲所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合导线框与磁场区域的尺寸如图所示，从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以abcdef为线框中的电动势E的正方向，以下四个Et关系示意图中正确的是(C)16. 如下图，水平桌面上一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图(1)所示.0至1s内磁场方向垂直线框平面向下. 圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L，电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图(2)所示若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)哪一个(A)17. 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M、P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变化的图像是(AD)18. 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()19. 如图所示，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) 请在如图所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系(I2t)图象【答案】(1)0.4 N (2)- 10 -