《2020届高考物理二轮复习疯狂专练17电磁感应中的图象与电路问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮复习疯狂专练17电磁感应中的图象与电路问题（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁感应中的图象与电路问题电磁感应中的图象与电路问题 1 法拉第电磁感应定律 2 电磁感应的图象 3 电磁感应与电路 1 如图所示 Q是单匝金属线圈 MN是一个螺线管 它的绕线方向没有画出 Q的输出端a b和MN的输入 端c d之间用导线相连 P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈 若在Q所处的空间加 上与环面垂直的变化磁场 发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态 则所加磁场的磁感应强度的变化 情况可能是 2 面积S 4 10 2m2 匝数n 100 匝的线圈 放在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面 磁感应强度B 随时间t变化的规律如图所示 下列判断正确的是 A 在开始的
2、2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于 0 08 Wb s B 在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C 在开始的 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 0 08 V D 在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 3 如图所示 在平面直角坐标系xOy的第 象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场 二者磁感应强度 相同 圆心角为 90 的扇形导线框OPQ以角速度 绕O点在图示坐标平面内沿顺时针方向匀速转动 规定 与图中导线框的位置相对应的时刻为t 0 导线框中感应电流逆时针为正 则关于该导线框转一周的时间内 感应电流i随时间t的变化图象 下列正确的是 4 如图甲所示 矩形导线框abcd固
3、定在变化的磁场中 产生了如图乙所示的电流 电流方向abcda为正方向 若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向 能够产生如图乙所示电流的磁场为 5 多选 如图所示 电阻不计 间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 方向竖直向下的 匀强磁场中 导轨左端接一定值电阻R 质量为m 电阻为r的金属棒MN置于导轨上 受到垂直于金属棒的 水平外力F的作用由静止开始运动 外力F与金属棒速度v的关系是F F0 kv F0 k是常量 金属棒与导 轨始终垂直且接触良好 金属棒中感应电流为i 受到的安培力大小为FA 电阻R两端的电压为UR 感应电 流的功率为P 它们随时间t变化图象可能正确的有 6 多选 如
4、图所示 在水平面内有两个光滑金属 V 字型导轨 空间中存在垂直于水平面的匀强磁场 其 中导轨bac固定不动 用外力F使导轨edf向右匀速运动 导轨间接触始终良好 从图示位置开始计时 下 列关于回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是 7 多选 如图所示 固定在倾角为 30 的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d 1 m 其底 端接有阻值为R 2 的电阻 整个装置处在垂直斜面向上 磁感应强度大小为B 2 T 的匀强磁场中 一质 量为m 1 kg 质量分布均匀 的导体杆ab垂直于导轨放置 且与两导轨保持良好接触 现杆在沿斜面向上 垂直于杆的恒力F 10 N 作用下从静止开始
5、沿导轨向上运动距离L 6 m 时 速度恰好达到最大 运动过程中 杆始终与导轨保持垂直 设杆接入电路的电阻为r 2 导轨电阻不计 重力加速度大小为g 10 m s2 则此过程 A 杆的速度最大值为 5 m s B 流过电阻R的电量为 6 C C 在这一过程中 整个回路产生的焦耳热为 17 5 J D 流过电阻R电流方向为由c到d 8 如图甲中 两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L 左端接电阻R 导轨电阻不计 整个装置处 于方向竖直向下 磁感应强度为B的匀强磁场中 将质量为m 电阻为r的金属棒ab置于导轨上 当ab受 到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时 F与金属棒速度v的关系如
6、图乙所示 已知ab与导 轨始终垂直且接触良好 设ab中的感应电流为I ab受到的安培力大小为F安 R两端的电压为UR R的电 功率为P 则下图中正确的是 9 多选 半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置 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A B连接 两板间距为d且足够宽 如图 1 甲所示 有一变化的磁场垂 直于纸面 规定向内为正 变化规律如图乙所示 在平行金属板A B正中间有质量未知 电荷量为q的带电 液滴 液滴在 0 0 1 s 处于静止状态 已知重力加速度为g 则以下说法正确的是 甲乙 A 液滴带正电 B 液滴的质量为 q r2 10gd C
7、第 0 3 s 时液滴的运动方向改变 D 第 0 4 s 时液滴距初始位置距离为 0 08g 单位 米 10 1 如图甲所示 两根足够长的平行导轨 间距L 0 3 m 在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感 应强度B1 0 5 T 一根直金属杆MN以v 2 m s 的速度向右匀速运动 杆MN始终与导轨垂直且接触良好 杆MN的电阻r1 1 导轨的电阻可忽略 求杆MN中产生的感应电动势E1 2 如图乙所示 一个匝数n 100 的圆形线圈 面积S1 0 4 m2 电阻r2 1 在线圈中存在面积 S2 0 3 m2垂直线圈平面 指向纸外 的匀强磁场区域 磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示 求圆
8、 形线圈中产生的感应电动势E2 3 将一个R 2 的电阻分别与图甲和图乙中的a b端相连接 然后b端接地 试判断以上两种情况中 哪种情况a端的电势较高 并求出较高的电势 a 11 如图所示 一足够长矩形金属框架宽L 0 4 m 与水平面夹角 37 上 下两端各有一个电阻 R 2 0 框架其他部分的电阻忽略不计 图中D为一理想二极管 当加在D上的反向电压超过它的最大承 受值U 1 2 V 时 二极管就会被击穿 形成短路 垂直于框架平面有一向上的匀强磁场 磁感应强度 B 1 0 T ab为金属杆 其质量m 0 3 kg 电阻r 1 0 杆ab与框架始终垂直接触良好 二者之间动 摩擦因数 0 5 杆
9、ab从框架的上端由静止开始下滑 已知 sin 37 0 6 cos 37 0 8 取g 10 m s2 求 1 二极管被击穿前瞬间杆ab的速度v0的大小 2 杆ab下滑的最大速度及此时上端电阻R的瞬时功率 答案答案 1 答案答案 D 解析解析 在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态 根据楞次定律的另一种表述 知螺线管MN中产生的磁 场在增加 即螺线管中的电流增大 根据法拉第电磁感应定律 E n nS 知增大 故 D 正确 t B t B t A B C 错误 2 答案答案 A 解析解析 磁通量的变化率为 A 正确 磁通量的变化为 B 错误 0 08 Wb s B S tt 0W16b B S
10、 感应电动势应为磁通量的变化率乘以线圈的匝数 为 8V C 错误 在第 3 s 末 磁场的大小为零 但是此时 磁通量的变化率不为零 故此时的感应电动势不为零 D 错误 3 答案答案 A 解析解析 在线框切割磁感线产生感应电动势时 由E BL2 知 感应电动势一定 感应电流大小不变 故 1 2 B D 错误 在T T内 由楞次定律判断可知线框中感应电动势方向沿逆时针方向 为正 故 A 正确 C 错 1 2 3 4 误 4 答案答案 D 解析解析 由题图乙可知 0 t1内 线圈中的电流的大小与方向都不变 根据法拉第电磁感应定律可知 线圈 中的磁通量的变化率相同 故 0 t1内磁感应强度与时间的关系
11、是一条斜线 A B 错误 又由于 0 t1时间 内电流的方向为正 即沿abcda方向 由楞次定律可知 电路中感应电流的磁场方向向里 故 0 t1内原磁 场方向向里减小或向外增大 因此 D 正确 C 错误 5 答案答案 BC 解析解析 设某时刻金属棒的速度为v 根据牛顿第二定律F FA ma 即F0 kv ma 即F0 B2l2v R r v ma 如果k 则加速度与速度成线性关系 且随着速度增大 加速度越来越大 即金属棒 k B2l2 R r B2l2 R r 运动的v t图象的切线斜率越来越大 由于FA FA t图象的切线斜率也越来越大 感应电流 B2l2v R r 电阻两端的电压及感应电流
12、的功率也会随时间变化得越来越快 B 项正 i Blv R r UR BlvR R r P B2l2v2 R r 确 如果k 则金属棒做匀加速直线运动 电动势随时间均匀增大 感应电流 电阻两端的电压 安 B2l2 R r 培力均随时间均匀增大 感应电流的功率与时间的二次方成正比 没有选项符合 如果k b 0 题图乙中 a b 0 所以当电阻R与题图甲中的导轨相连接时 a端的电势较高 此时通过电阻R的电流I E1 R r1 电阻R两端的电势差 a b IR a端的电势 a IR 0 2 V 11 解析解析 1 设二极管被击穿前瞬间杆ab的运动速度为v0 产生的感应电动势为 E BLv0 此时下端断路 根据闭合电路欧姆定律有 E I Rr 由部分电路欧姆定律有 U IR 解得 v0 4 5 m s 2 二极管被击穿后处于短路状态 两个电阻R并联 整个电路的等效电阻 2 R Rr 总 设杆ab的最大速度为v 产生的感应电动势 Em BLvm 根据闭合电路欧姆定律 通过杆ab的电流 m m E I R 总 则杆ab的安培力为 F BImL 方向沿框架向上 由题意分析 当杆ab速度最大时 有 mgsin mgcos F 0 此时通过上端电阻R的电流为 m 2 R I I 此时上端电阻R的瞬时功率 PRm IR2R 联立解得 vm 7 5 m s PRm 1 125 W
