《(人教版)2020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.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(人教版)2020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.pdf（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 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 t 0 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E BLv 可知感应 电动势先均匀增
2、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E BLv 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
3、象是下图所示的 2 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E BLv 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 aOb 90 时 a b两点间的电势差为 A 2BRvB 2 2 BRv C 2 4 BRvD
4、32 4 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E 2BRv 由欧姆定律 得a b两点间的电势差Uab E Irab 2BRv 2BRv r r 4 32BRv 4 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 3 甲 乙 A 线圈内产生的感应电动势最大值为SB0 B 线圈内产生的感应电流最小值为 nSB0 2R C 线圈内产生的感应电动势周期为4 s D 0 1 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
5、电磁感应定律可知E n B t S 结合图乙分析可知 在0 1 s 内产生的感应电动势最大 最大值为Emax n B t S nB0S A错误 1 2 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 0 1 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 0 1 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B 0 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L 0 1 m 的平行金属导轨MN和PQ 导轨电阻忽略 不计 在两
6、根导轨的端点N Q之间连接一阻值R 0 3 的电阻 导轨上正交放置着金属 棒ab 其电阻r 0 2 当金属棒在水平拉力作用下以速度v 4 0 m s 向左做匀速运动时 4 A ab棒所受安培力大小为0 02 N B N Q间电压为0 2 V C a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E BLv 0 5 0 1 4 0 V 0 2 V 电流I E R r 0 4 A ab棒受的安培力F BIL 0 5 0 4 0 1 N 0 02 N A正确 D错误 N Q之 间的电压U R R r E 0 12 V B错误 由右手定则得a端电势较高 C错误 6
7、 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 t 0 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 t 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 5 答案 BD 解析 设加速度为a 运动的位移x 1 2at 2 磁通量变化量 BLx 1 2BLat
8、 2 t 2 选项 A错误 感应电动势 E t 1 2BLat 故 t t 选项 B正确 U RE R r RBLa 2R r t U t 选项 D正确 电荷量q R 因为 t 2 所以 q t 2 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R1 R R2 2R 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 r1 r2 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
9、A 电容器上极板带正电 B t1时刻 电容器所带的电荷量为 CB1 r 2 1 4t1 C t1时刻之后 线圈两端的电压为 3B1 r 2 1 4t1 6 D t1时刻之后 R1两端的电压为 B2 r 2 2 4t2 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E t B t S B1 t1 r 2 1 B1 r 2 1 t1 电 流为I E R1 R2 R B1 r 2 1 4Rt1 UR2 I 2R B 1 r 2 1 4Rt1 2R B1 r 2 1 2t1 电容器所带的电荷量Q CUR 2 CB 1 r
10、 2 1 2t1 故 B错误 t1时刻之后 线圈两端的电压U I R1 R2 3B1 r 2 1 4t1 故 C正确 t1时刻之后 R1两端的电压为U IR1 B1 r 2 1 4t1 B2 r 2 1 4t2 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
11、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 7 答案 ABD 解析 在 0 L v时间内 磁通量 BLvt 为负值 逐渐增大 在t 3L 2v时 磁通量为零 当t 2L v 时 磁通量 BL 2 为最大正值 在 2L v 5L 2v时间内 磁通量为正 逐 渐减小 t 5L 2v时 磁通量为零 5L 2v 3L v 时间内 磁通量为负 逐渐增大 t 3L v 时 磁通量 为负的最大值 3L v 4L v 时间内 磁通量为负 逐渐减小 由此可知选项A 正确 在0 L v时 间内 E BLv 为负值 在 L v 2L v 时间内 两个边切
12、割磁感线 感应电动势E 2BLv 为正 值 在 2L v 3L v 时间内 两个边切割磁感线 感应电动势E 2BLv 为负值 在3L v 4L v 时间内 一个边切割磁感线 E BLv 为正值 B 正确 0 L v时间内 安培力向左 外力向右 F0 F 安 BI0L 电功率P0 I 2 0R B 2L2v2 R L v 2L v 时间内 外力向右 F1 2B 2I0L 4F0 电功率P1 I 2 1R 4B 2L2v2 R 4P0 2L v 3L v 时间内 外力向右 F2 2B 2I0L 4F0 电功率P2 I 2 2R 4B 2L2v2 R 4P0 在 3L v 4L v 时间内 外力向右
13、 F3 BI0L F0 电功率P3 I 2 0R B 2L2v2 R P0 选项 C错误 D正确 9 如图所示 间距L 1 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B 1 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v 2 m s 的速度水平向左匀速运动 R1 8 R2 12 C 6 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 8 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b a 2 0 1 N 3 7 2 10 6 C 解析
14、 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M N 所以通 过R2的电流方向是由b a MN中产生的感应电动势的大小E BLv 流过R2的电流I E R1 R2 代入数据解得I 0 1 A 2 棒受力平衡有F F安 F安 BIL 代入数据解得F 0 1 N 3 开关 S1 S2闭合 电路稳定后 电容器所带电荷量Q1 CIR2 S1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Q Q1 0 代入数据解得Q 7 2 10 6 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l 1 m 导轨电阻不计 一个阻值为R0的定
15、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B 1 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 1 vm 1 R 的 关系如图乙所示 取g 10 m s 2 9 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 1 4g 时 求金属棒的速度大小 答案 1 0 2 kg 2 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E Blvm 由闭合电路 欧姆定律有E I RR0 R R0 根据平衡条件有 BIl mgsin 整理得 1 vm B 2l2 mgsin 1 R0 1 R 由 1 vm 1 R 图象可知 B 2l2 mgsin 1 m 1 s B 2l2 mgsin 1 R0 0 5 m 1 s 解得m 0 2 kg R0 2 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E Blv 由闭合 电路欧姆定律有E I RR0 R R0 根据牛顿第二定律有 mgsin BI l mg 4 联立解得v 0 5 m s
