高考物理二轮复习 第十章 电磁感应 提能增分练（一）电磁感应中的五类图像问题.doc

提能增分练(一)电磁感应中的五类图像问题a级夺高分1(多选)(2017天津静海一中模拟)如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向，顺时针方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i和ad边所受的安培力f随时间t变化的图像，下列选项图中正确的是()解析：选ac由题图乙所示bt图像可知，01 s时间内，b增大，增大，由楞次定律可知，线框中感应电流沿顺时针方向，为正值；12 s磁通量不变，无感应电流；2 3 s，b的方向垂直纸面向外，b减小，减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；34 s内，b的方向垂直纸面向里，b增大，增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值，a正确，b错误；由左手定则可知，在01 s内，ad受到的安培力方向水平向右，是正值，12 s无感应电流，没有安培力，24 s时间内，安培力水平向左，是负值；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势e，感应电流i，由bt图像可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内i是定值，ad边受到的安培力fbil，i、l不变，b均匀变化，则安培力f均匀变化，不是定值，故d错误，c正确。2. (多选)(2017大庆铁人中学检测)如图所示，边长为l、总电阻为r的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，bc边紧靠磁感强度为b、宽度为2l、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度v0匀加速通过磁场，选项图中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中感应电流变化情况的是()解析：选ad根据楞次定律得到，线框完全处于磁场时无感应电流，进磁场和出磁场过程感应电流方向相反。设线框的加速度为a，线框中产生的感应电动势eblv，感应电流i，b、l、v0、r一定，i与t是线性关系。由于线框做匀加速运动，线框出磁场时感应电流比进磁场时大，且进入磁场的时间比离开磁场时间长，故a正确，b错误；由v2v2ax得到i，可见i与x是非线性关系，且进入磁场的位移与离开磁场的位移相等。故c错误，d正确。3将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度b随时间t变化的图像如图乙所示。用f表示ab边受到的安培力，以水平向右为f的正方向，能正确反映f随时间t变化的图像是()解析：选b0时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得，回路的圆环区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab边在匀强磁场中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得t时间内，ab边在匀强磁场中受到水平向右的恒定的安培力，故b项正确。4磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其et关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的et关系图可能是()解析：选d若将刷卡速度改为，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故d项正确，其他选项错误。5(2017黄冈测试)如图甲所示，固定的水平金属导轨足够长且电阻不计。两阻值相同的导体棒ab、cd置于导轨上，棒与导轨垂直且始终保持良好接触。整个装置处在与导轨平面垂直向下的匀强磁场b中。现让导体棒ab以如图乙所示的速度向右运动。导体棒cd始终静止在导轨上，以水平向右为正方向，则导体棒cd所受的静摩擦力f随时间变化的图像是选项图中的()解析：选b由右手定则可知ab中感应电流的方向向上，由法拉第电磁感应定律得eblv，由欧姆定律得：i。感应电流从上向下流过cd棒，由左手定则可知，cd所受的安培力水平向右，大小为fbil，对cd进行受力分析可知，cd竖直方向受到重力和导轨的支持力；水平方向受到安培力和摩擦力的作用，由平衡条件可得，水平方向受到的摩擦力与安培力大小相等，方向相反，即方向水平向左，大小为ff，与速度v成正比，故b正确，a、c、d错误。6.如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程，ab边始终保持与磁场水平边界线oo平行，线框平面与磁场方向垂直。设oo下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()解析：选a由题意可知，线框先做自由落体运动，最终做匀加速直线运动。若ab边刚进入磁场时，速度较小，线框内产生的感应电流较小，线框所受安培力小于重力，则线圈进入磁场的过程做加速度逐渐减小的加速运动，图像c有可能；若线框进入磁场时的速度较大，线框内产生的感应电流较大，线框所受安培力大于重力，则线框进入磁场时做加速度逐渐减小的减速运动，图像b有可能；若线框进入磁场时的速度合适，线框所受安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，图像d有可能；由分析可知应选a。7(2017河北保定中学模拟)如图所示，在边长为a的正方形区域内，有以对角线为边界、垂直于纸面的两个匀强磁场，磁感应强度大小相同、方向相反，纸面内一边长为a的正方形导线框沿x轴匀速穿过磁场区域，t0时刻恰好开始进入磁场区域，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，选项图中能够正确表示电流与位移关系的是()解析：选b线框进入磁场后，右边切割磁感线运动，产生的感应电流i，当x0时，i0；当x时，i0；当xa时，i；随后是左边做切割磁感线运动，与右边切割时电流方向对应相反，同理可知b正确。8. (2017湖北长沙中学检测)如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2l，高为l。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为b。一边长为l、总电阻为r的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是()解析：选d0l过程中，无感应电流；l2l过程中bc边切割磁场的有效长度逐渐增大，电流沿顺时针方向，大小由0均匀增大到；2l3l过程中ad和bc分别切割左右磁场，总电动势blv不变，感应电流大小不变，电流沿逆时针方向；3l4l过程中ad边切割磁场有效长度逐渐减小，电流沿顺时针方向，大小由均匀减小到0，故选项d正确。9(2017天津静海一中模拟)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连接，两板间距为d，如图甲所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定方向向里为正，变化规律如图乙所示。在t0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是()a第2秒内上极板为正极b第3秒内上极板为负极c第2秒末微粒回到了原来位置d第3秒末两极板之间的电场强度大小为解析：选a第2秒内磁场强度减小，所以圆环产生感应电动势，相当于一电源，由楞次定律知，上极板为正极，a正确；第3秒内磁场方向向外，强度增加，产生的感应电动势仍然是上极板为正极，故b错误；第1秒内，上极板为负极，第2秒内，上极板为正极，这个过程中电场强度反向，所以微粒先加速，然后减速，当第2秒末微粒速度为零，离开中心位置最远，第3秒末圆环产生的感应电动势为0.1r2，电场强度e，c、d错误。b级冲满分10. (多选)(2017江西吉安一中模拟)如图所示，两平行光滑的金属导轨mn、pq固定在水平面上，相距为l，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n个宽度为x0的条形匀强磁场区域1、2、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为b、2b、3b、nb，两导轨左端mp间接入电阻r，金属棒ab垂直于mn、pq放在水平导轨上，且与导轨接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。若在不同的磁场区域对金属棒施加不同的拉力，金属棒ab以恒定的速度v向右匀速运动。取图示位置(即磁场1区左侧)为x0，则通过ab的电流i、对ab施加的拉力f随位移x的变化图像是()解析：选adab匀速通过第n个磁场时，感应电动势为enblv，感应电流为i，则in，故a正确，b错误；当ab进入磁场区时开始做匀速运动，拉力与安培力平衡，由安培力公式fanbiln2，则得拉力ffan2，则得fn2，故c错误，d正确。11. (2017宜昌一中模拟)如图所示，两个宽度均为l的匀强磁场垂直于光滑水平桌面，方向相反，磁感应强度大小相等。高为l、上底和下底长度分别为l和2l的等腰梯形金属线框水平放置，现使其匀速穿过磁场区域，速度垂直底边，从图示位置开始计时，以逆时针方向为感应电流的正方向，下列四幅图中能够反映线框中电流i随移动距离x关系的是()解析：选c在移动距离为0l内，由楞次定律判断知感应电流的方向沿逆时针，为正，d错误；线框的有效切割长度在均匀增大，由公式eblv，知产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大。在l2l内，线框的左右两边都切割磁感线，均产生感应电动势，两个感应电动势串联，且均匀增大，感应电流方向沿顺时针方向，为负，a错误；在2l3l内，由楞次定律判断知感应电流的方向沿逆时针，为正。线框有效的切割长度在均匀增大，由公式eblv，知产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，而且感应电流变化情况与线框进入磁场的过程相同，故c正确，b错误。12(2017宁夏石嘴山三中检测)如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧磁场区域足够大，磁场方向竖直向下，在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为l0.2 m，线框质量m0.1 kg，电阻r0.1 ，在水平向右的外力f作用下，以初速度v01 m/s匀加速进入磁场，外力f大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度b；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量；(3)若线框进入磁场过程中f做功为wf0.27 j，求在此过程中线框产生的焦耳热q。解析：(1)由ft图像可知，当线框全部进入磁场后，f0.2 n时，线框的加速度：a2 m/s2，0时刻线框所受的安培力：fabil，由图像可知：f0.3