《新高考物理一轮复习专题13.3 电磁感应中的电路及图像问题 精品练习（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理一轮复习专题13.3 电磁感应中的电路及图像问题 精品练习（含解析）（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题13.3电磁感应中的电路及图像问题【练】1、（2022北京和平街第一中学模拟预测）如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D、方向竖直向下的有界匀强磁场，线框的边长L小于有界磁场的宽度D，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力、以Uab表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正，顺时针为负）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中正确的是（）ABCD【答案】 B【解析】设线框每边电阻为R，线框的边长为L，线框的速度为v。线框进入磁场过程，产生的感应电动势为E=BLv线框中的电流为方
2、向为逆时针方向（正方向）；拉力F大小为a、b两点间的电势差为拉力的功率为线框完全进入磁场过程Uab=E=BLvF=0I=0P=0线框离开磁场过程，产生的感应电动势为E=BLv线框中的电流为方向为顺时针方向（负方向）；拉力F大小为a、b两点间的电势差为拉力的功率为故B正确，ACD错误。2、（2022湖北襄阳四中模拟预测）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度大小为0.2T，方向与纸面垂直，边长L为0. 1m、总电阻为0.05的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边距磁场边界L，如图所示，已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场，以初始位置为计时起点，规定：电流沿顺时针方向时的电动
3、势E为正，磁感线垂直纸面向外时磁通量为正。则以下关于线框中的感应电动势E、磁通量、感应电流I和电功率P随时间变化的图像中正确的是（）ABCD【答案】 A【解析】AB由图像知01s没有感应电动势，导线框匀速运动的速度为0.1m/s根据知根据楞次定律12s电流方向顺时针，23s电流方向逆时针；2s时故A正确，B错误：C12s内故C错误；D在12s内，导线框所受的安培力故D错误。故选A。3、（2022江苏连云港二模）如图所示，光滑绝缘水平面上有一正方形导线框abcd，虚线右侧是匀强磁场区域，磁场场方向竖直向下。时，导线框cd边恰与磁场左边界重合，在水平外力F作用下由静止开始向右运动，外力F与导线框速
4、度v的关系是（F0、k是常量）。在导线框进入磁场的过程中，关于感应电流i与时间t的关系，下列图像中不可能的是（）ABCD【答案】 B【解析】设线框的边长为、电阻为、质量为，磁场的磁感应强度为，当线框的速度为时，安培力的大小为此时线框的加速度为若则有为一个定值，感应电流则有与成正比；若则有加速度随着速度的增大而增大，感应电流图象的斜率增大；若则有加速度随着速度的增大而减小，感应电流图象的斜率减小；综上所述，故ACD正确，B错误；故图像中不可能的是选B。4、（2022山东临沂高二期末）如图所示，afde为一边长为2L的正方形金属线框，b、c分别为af、fd的中点，从这两点剪断后，用bc直导线连接形
5、成了五边形线框abcde、左侧有一方向与线框平面垂直、宽度为2L的匀强磁场区域，现让线框保持ae、cd边与磁场边界平行，向左匀速通过磁场区域，以ae边刚进入磁场时为计时零点。则线框中感应电流随时间变化的图线可能正确的是（规定感应电流的方向逆时针为正）（）ABCD【答案】 A【解析】根据题意，设线框匀速运动的速度为，导线框的总电阻为，开始边进入磁场切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律有则感应电流为根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针；当运动一段时间后，点进入磁场，根据题意可知根据几何关系可知，切割磁感线的有效长度为同理可得，感应电流为根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针；当运动时间为时，边
6、开始离开磁场，切割磁感线有效长度为，同理可得，感应电流为根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针；当时间为时，点开始离开磁场，根据几何关系可知，切割磁感线的有效长度为同理可得，感应电流为根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针，综上所述可知，BCD错误A正确。故选A。5、（2022江苏省海头高级中学高三期末）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨固定放置在倾角的斜面上，两导轨间距为，两侧接有阻值均为的定值电阻，范围内有垂直于斜面向下的磁场，磁感应强度为，质量为的金属棒置于轨道上，金属棒的电阻为，由静止释放金属棒，金属棒经过时间进入磁场，进入磁场后给金属棒施加沿斜面向上的恒力，金属棒恰好静止在，金属棒
7、始终与导轨垂直并接触良好，重力加速度为，下列说法正确的是（）A金属棒刚进入磁场中的速度为B金属棒刚进入磁场时两端的电压为C整个过程流过金属棒的电荷量为D整个过程，电路中一个电阻R上产生的热量为【答案】 C【解析】A由于金属棒未进入磁场时只受重力，有金属棒速度解得A错误；B金属棒刚进入磁场的电动势金属棒两端的电压B错误；C金属棒进入磁场金属棒在磁场中所受合力为安培力，由动量定理解得C正确；D由于金属棒最终静止在，由能量守恒电路中其中一个电阻产生的热量D错误。故选C。6、（2022广东高三开学考试）如图所示，有一个平行边界的匀强磁场区域，宽度为L，磁场方向垂直纸面向外，一对角线长为L的正方形导线框
8、ABCD从图示位置开始沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。取沿ABCDA的方向为感应电流的正方向，则导线框ABCD中电流i随A点的位置坐标x变化的图像正确的是（）ABCD【答案】 C【解析】当时，导线框ABCD切割磁场的有效长度随x均匀增大，当时，导线框ABCD切割磁场的有效长度随x均匀减小，根据楞次定律可知导线框ABCD中感应电流的方向为顺时针方向；当时，同理，导线框ABCD切割磁场的有效长度随x先均匀增大后均匀减小，根据楞次定律可知导线框ABCD中感应电流的方向为逆时针方向。结合选项图像。故选C。7、（多选）（2022新疆喀什一模）如图所示，宽度为2d的区域内存在匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里
9、一半径为d的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线绕成，初始时线框右边恰好与磁场边界重合，现让线框匀速穿过磁场区域，电流逆时针为正方向，下列关于ab两点间的电压Uab及通过线圈中的电流i随线圈位移x的变化正确的是ABCD【答案】 AD【解析】从ab边开始进入磁场到cd边进入磁场过程中，只有ab边切割磁感线，产生的电动势为E=BLv，ab两点的电压为，电流为，从cd进入磁场到ab边开始出磁场过程中，ab，cd两条边切割磁感线，此时线圈中无电流产生，但ab，cd两端有电压即为，从ab边出磁场开始到cd边出磁场，只有cd边切割磁感线，产生的电动势为E=BLv，ab两点的电压为，电流，由右手定则可知，
10、电流方向与I1方向相反，由以上分析可知，AD正确点晴：解决本题关键分析线框穿过磁场的过程，线框全部在磁场中时，线框中无感应电流，但ab、cd两边切割磁感线，即有感应电动势，ab两点的电压并不等于电动势，根据闭合电路欧姆定律可知，即为路端电压8、（多选）（2022山东高二期末）平行虚线a、b之间和b、c之间存在大小相等、方向相反的匀强磁场，相邻两虚线间的距离为l，虚线a、b之间磁场方向垂直纸面向里，b、c之间磁场方向垂直纸面向外，如图所示。现使一粗细均匀、电阻为R的导线做成的闭合直角导线框ABC以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，导线框的电阻为R。已知B为直角，AB边长为2l，
11、BC边与磁场边界平行。t=0时刻，A点到达边界a，取逆时针方向为感应电流的正方向，则在导线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i及安培力的功率P随时间t变化的图线可能是（）ABCD【答案】 AD【解析】AB根据题意，线框的运动过程如图所示由图可知，线框由初位置到位置1过程中，切割磁场的有效长度随时间线性增大，根据右手定则可知，线框中电流方向为逆时针，由位置1到位置2过程中，在、间切割磁场的有效长度不变，而在、间切割磁场的有效长度线性增加，则线框中电流线性减小，电流方向仍为逆时针，由位置2到位置3的过程中，线框左侧刚进入磁场瞬间，有效长度为BC边切割磁感线，根据右手定则可知，电流为顺时针，之后AC边
12、在、间切割磁场的有效长度线性减小，在、间切割磁场的有效长度不变，则电流线性增大，当运动到位置3，即BC边刚通过边界时，电流方向变为逆时针，有效长度为BC边的一半，运动到位置4的过程中，有效长度线性增大，运动到位置4时，即要离开磁场边界时，有效长度为BC边长度，故B错误A正确；CD线框匀速运动，电流的功率等于安培力做功的功率，即故C错误D正确。故选AD。9、（2022山东济南高三开学考试）如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度的匀强磁
13、场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，求：（1）导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向；（2）导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。【答案】 （1）感应电流大小为，方向b到a；（2）【解析】（1）由法拉第电磁感应定律，斜面顶部线圈产生的感应电动势为产生的感应电流为代入数据可得根据楞次定律可得电流方向b到a。（2）导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑，由平衡条件可得导体棒在中切割磁感线产生的感
14、应电流方向为b到a，感应电动势大小为故回路中的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得由运动学公式可得联立解得10、（2022山东高三期末）如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的ab边刚好与磁场左边界重合时t=0，。线框中a、b两点间电势差随线框ab边的位移x变化的图像正确的是（）ABCD【答案】 B【解析】因为线框各边电阻均匀，ab边进入磁场后，ab相当于电源，则ab两端电势差为路端电压，即由右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势高于b的电势，Uab为正；线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，且Uab=U0，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，Uab为正；ab边穿出磁场后，cd边切割磁感线，相当于电源，ab两端电压为由右手定则知，a点的电势仍高于b的电势，Uab为正。故选B。11、（2022江西金溪一中高三阶段练习）光滑导轨间距d0.5m，导轨间有一足够宽的磁场，磁感应强度B2T的匀强磁场中，导轨两端分别接有电阻R3的电阻和阻值为RL6的小灯泡，t0时，一电阻r2的导体棒MN处在磁场的左边界处，之后在外力作用下
