2019届高考物理一轮复习 课时作业49 电磁感应中的电路和图象问题.doc

课时作业(四十九)电磁感应中的电路和图象问题 基础训练1(2018江西南昌三校四联)如图所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()答案：A解析：线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流方向应为正方向，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流方向应为负方向，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误2(2018山西四校联考)如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是下图所示的()答案：C解析：根据楞次定律，在金属框进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，在出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，选项A、B错误；由EBLv可知，金属框离开磁场过程中切割磁感线的有效长度均匀减小，故感应电动势均匀减小，由闭合电路欧姆定律可知，金属框中的感应电流均匀减小，选项D错误，C正确3. (2018河南灵宝月考)如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示当圆环运动到图示位置(aOb90)时，a、b两点间的电势差为()A.BRv B.BRv C.BRv D.BRv答案：D解析：圆环的ab段切割磁感线产生的感应电动势为EBRv；由欧姆定律得a、b两点间的电势差UabEIrabBRv，选项D正确4(多选)如图甲所示，面积为S的n匝圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间周期性变化，如图乙所示，已知线圈的电阻为R，则下列说法正确的是()甲乙A线圈内产生的感应电动势最大值为SB0B线圈内产生的感应电流最小值为C线圈内产生的感应电动势周期为4 sD01 s内线圈内产生的感应电流沿顺时针方向答案：CD解析：根据法拉第电磁感应定律可知EnS，结合图乙分析可知，在01 s内产生的感应电动势最大，最大值为EmaxnSnB0S，A错误；12 s内线圈内产生的感应电动势最小为零，故感应电流的最小值为零，B错误；由图线可知，线圈内产生的感应电动势周期为4 s，C正确；01 s内磁感应强度逐渐增大，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，01 s内线圈内产生的感应电流沿顺时针方向，D正确5(2018广东四校第一次联考)如图所示，在一磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L0.1 m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R0.3 的电阻导轨上正交放置着金属棒ab，其电阻r0.2 .当金属棒在水平拉力作用下以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时()Aab棒所受安培力大小为0.02 NBN、Q间电压为0.2 VCa端电势比b端电势低D回路中感应电流大小为1 A答案：A解析：ab棒产生的电动势EBLv0.50.14.0 V0.2 V，电流I0.4 A，ab棒受的安培力FBIL0.50.40.1 N0.02 N，A正确，D错误；N、Q之间的电压UE0.12 V，B错误；由右手定则得a端电势较高，C错误6. (2018江苏南京二模)(多选)如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下t0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动下列关于穿过回路abPMa的磁通量变化量、磁通量的瞬时变化率、通过金属棒的电荷量q随时间t变化以及a、b两端的电势差U随时间t变化的图象中，正确的是() 答案：BD解析：设加速度为a，运动的位移xat2，磁通量变化量BLxBLat2，t2，选项A错误；感应电动势EBLat，故t，选项B正确；Ut，Ut，选项D正确；电荷量q，因为t2，所以qt2，选项C错误7.(2018湖南衡阳八中月考)(多选)如图甲所示的电路中，电阻R1R，R22R，单匝圆形金属线圈半径为r2，圆心为O，线圈导线的电阻为R，其余导线的电阻不计半径为r1(r1r2)、圆心为O的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B随t变化的关系图象如图乙所示，电容器的电容为C.闭合开关S，t1时刻开始电路中的电流稳定不变，下列说法正确的是()甲乙A电容器上极板带正电Bt1时刻，电容器所带的电荷量为Ct1时刻之后，线圈两端的电压为Dt1时刻之后，R1两端的电压为答案：AC解析：根据楞次定律可知，线圈产生了沿逆时针方向的感应电流，则电容器上极板带正电，故A正确；根据法拉第电磁感应定律有ESr，电流为I，UR2I2R2R，电容器所带的电荷量QCUR2，故B错误；t1时刻之后，线圈两端的电压UI(R1R2)，故C正确；t1时刻之后，R1两端的电压为UIR1，故D错误能力提升8(2018山东德州期末)(多选)如图所示为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L.在磁场区域的左侧边界处有一边长为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外力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的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值，外力F向右为正则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律的图象是() 答案：ABD解析：在0时间内，磁通量BLvt，为负值，逐渐增大；在t时，磁通量为零；当t时，磁通量BL2为最大正值；在时间内，磁通量为正，逐渐减小；t时，磁通量为零；时间内，磁通量为负，逐渐增大；t时，磁通量为负的最大值；时间内，磁通量为负，逐渐减小，由此可知选项A正确在0时间内，EBLv，为负值；在时间内，两个边切割磁感线，感应电动势E2BLv，为正值；在时间内，两个边切割磁感线，感应电动势E2BLv，为负值；在时间内，一个边切割磁感线，EBLv，为正值，B正确.0时间内，安培力向左，外力向右，F0F安BI0L，电功率P0IR；时间内，外力向右，F12B2I0L4F0，电功率P1IR4P0；时间内，外力向右，F22B2I0L4F0，电功率P2IR4P0；在时间内，外力向右，F3BI0LF0，电功率P3IRP0，选项C错误，D正确9如图所示，间距L1 m的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场，其磁感应强度大小B1 T、方向垂直于纸面向里，导轨上有一金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F作用下以v2 m/s的速度水平向左匀速运动R18 ，R212 ，C6 F，导轨和棒的电阻及一切摩擦均不计开关S1、S2闭合，电路稳定后，求：(1)通过R2的电流I的大小和方向；(2)拉力F的大小；(3)开关S1切断后通过R2的电荷量Q.答案：(1)0.1 A，方向是ba(2)0.1 N(3)7.2106 C解析：(1)开关S1、S2闭合后，根据右手定则知棒中的感应电流方向是由MN，所以通过R2的电流方向是由baMN中产生的感应电动势的大小EBLv流过R2的电流I代入数据解得I0.1 A.(2)棒受力平衡有FF安F安BIL代入数据解得F0.1 N.(3)开关S1、S2闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量Q1CIR2S1切断后，流过R2的电荷量Q等于电容器所带电荷量的减少量，即QQ10代入数据解得Q7.2106 C.10如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨ef、cd与水平面成30角固定，导轨间距离为l1 m，导轨电阻不计，一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B1 T现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止释放，金属棒下滑过程中与导轨接触良好改变电阻箱的阻值R，测定金属棒的最大速度vm，得到 的关系如图乙所示取g10 m/s2. (1)求金属棒的质量m和定值电阻R0的阻值；(2)当电阻箱的阻值R取2 ，且金属棒的加速度为g时，求金属棒的速度大小答案：(1)0.2 kg2 (2)0.5 m/s解析：(1)金属棒以速度vm下滑时，根据法拉第电磁感应定律有EBlvm，由闭合电路欧姆定律有EI，根据平衡条件有BIlmgsin ，整理得，由 图象可知1 m1s，0.5 m1s.解得m0.2 kg，R02 .(2)设此时金属棒下滑的速度大小为v，根据法拉第电磁感应定律有EBlv，由闭合电路欧姆定律有EI，根据牛顿第二定律有mgsin BIl，联立解得v0.5 m/s.