高考物理专题冲刺 专题20 法拉第电磁感应定律与图象（含解析）

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争专题20 法拉第电磁感应定律与图象第I卷一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1如图所示，用一条横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)，虚线ab与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为.则下列说法正确的是() A.线框中产生顺时针方向的感应电流B.线框具有扩张的趋势C.若某时刻的磁感应强度为B，则线框受到的安培力为 D.线框中ab两点间的电势差大小为 【答案】C【题型】选择题【难度】较易2如图甲所示，且通入如图乙所示的磁场，已知螺线管(电阻不计)的匝数n6，截面积S10 cm2，线圈与R12 的电阻连接，水平向右且均匀分布的磁场穿过螺线管，磁场与线圈平面垂直，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示，规定感应电流i从a经过R到b的方向为正方向忽略线圈的自感影响，下列i-t关系图中正确的是()【答案】B【题型】选择题【难度】较易3如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda方向为感应电流的正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i和a、b间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的()【答案】AD【题型】多选题【难度】一般4如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabt图象可能正确的是()【答案】C【题型】选择题【难度】一般5在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的vt图象，可能正确的是()【答案】C【解析】线框进入磁场的过程受到的安培力：FBILBL，线框进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度L增大，安培力增大，由牛顿第二定律得：mgFma，则ag，线框由静止做加速运动，由于L、v不断增大，加速度a减小，则线框进入磁场过程做加速度减小的加速运动，加速度减小，vt图象的斜率减小故C正确【题型】选择题【难度】较难6如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r的闭合回路，Rr，导线单位长度的电阻为A，导线截面半径远小于R和r.圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按Bkt(k0，为常数)的规律变化的磁场，下列说法正确的是() A.小圆环中电流的方向为逆时针B.大圆环中电流的方向为逆时针C.回路中感应电流大小为 D.回路中感应电流大小为 【答案】BD【题型】多选题【难度】一般7如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为R，边长为L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中Pt图象为抛物线，则上述物理量随时间变化的关系正确的是() 【答案】C【解析】线框做匀加速运动，其速度vat，感应电动势EBLv，感应电流 i，i与t成正比，故A错误；线框进入磁场过程中受到的安培力F安BiL，由牛顿第二定律得：FF安ma，得 Fma，Ft图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率 Pi2Rt2，故C正确；线框的位移xat2，电荷量qttt2，qt图象应是抛物线.故D错误. 【题型】选择题【难度】较难8如图所示，在0xL和2Lx3L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)、bc两端电势差Ubc随时间t的函数图象大致是如图中的()【答案】AC方向沿顺时针方向，为负值.感应电流为I，故A正确.bc两端电势差UbcIR，bc为外电路，故电势差变化和电流变化相同，C正确，D错误.【题型】多选题【难度】较难9直角三角形金属框abc放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.若金属框绕ab边向纸面外以角速度匀速转动90(从上往下看逆时针转动)，如图甲所示，c、a两点的电势差为Uca，通过ab边的电荷量为q.若金属框绕bc边向纸面内以角速度匀速转动90，如图乙所示，c、a两点的电势差为Uca，通过ab边的电荷量为q.已知bc、ab边的长度都为l，金属框的总电阻为R.下列判断正确有是()A.UcaBl2 B.UcaBl2C.q D.q 【答案】AD【题型】多选题【难度】较难10如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()【答案】C【题型】选择题【难度】较易第卷二、非选择题（本题共2个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止开始自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时，(1)求线框中产生的感应电动势大小； (2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件.【答案】（1）BL （2） BL （3） h 【题型】计算题【难度】较易12如图所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L0.4 m，导轨右端接有阻值R1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v1 m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式【答案】(1)0.04 V(2)0.04 N，方向向左 i(t1)A(1 st1.2 s)【解析】(1)棒进入磁场前ES由几