高考物理一轮复习 专题9.3 电磁感应中的电路与图象问题押题专练.doc

专题9.3 电磁感应中的电路与图象问题1如图所示，电路的左侧是一个电容为c的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为s.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示则在0t0时间内电容器()a上极板带正电，所带电荷量为b上极板带正电，所带电荷量为c上极板带负电，所带电荷量为d上板板带负电，所带电荷量为答案：a2矩形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度b随时间t变化的图象如图所示设t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在04 s时间内，下列选项中能正确反映线框ab边所受的安培力随时间t变化的图象(规定ab边所受的安培力向左为正)的是()答案：d3如图所示为有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为b0.5 t，两边界间距s0.1 m，一边长l0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为r0.4 ，现使线框以v2 m/s的速度从位置匀速运动到位置，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差uab随时间t变化的图线是()答案：a解析：ab边切割磁感线产生的感应电动势为eblv0.2 v，线框中感应电流为i0.5 a，所以在05102 s时间内，a、b两点间电势差为u3ir0.15 v；在5102 10102 s时间内，ab两端电势差u2e0.2 v；在10102 15102 s时间内，a、b两点间电势差为u3ir0.05 v.4如图所示，一个有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(t0)，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：a5如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，现令磁感应强度b随时间t变化，先按图所示的oa图线变化，后来又按bc和cd变化，令e1、e2、e3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，i1、i2、i3分别表示对应的感应电流，则下列说法正确的是()ae1e2，i1沿逆时针方向，i2沿顺时针方向be1e2，i1沿顺时针方向，i2沿逆时针方向ce2e3，i2沿逆时针方向，i3沿顺时针方向de2e3，i2沿逆时针方向，i3沿顺时针方向答案：a解析：根据法拉第电磁感应定律，即e，oa段的较小，而bd段的较大，所以e1e2e3；在oa段由楞次定律可知i1方向为逆时针，而bc段的电流i2方向为顺时针，cd段的电流也为顺时针所以正确选项为a选项6如图所示，在一底边长为2l、高为l的等腰直角三角形区域分布着如图所示的匀强磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小均为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匀速运动并穿过磁场区域取沿abcda方向的感应电流为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()答案：d7如图所示，等离子气流(由高温、高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0垂直射入p1和p2两极板间的匀强磁场中两平行长直导线ab和cd的相互作用情况为：01 s内排斥，13 s内吸引，34 s内排斥线圈a内有外加磁场，规定向左为线圈a内磁感应强度b的正方向，则线圈a内磁感应强度b随时间t变化的图象有可能是下图中的()答案：c8.如图甲所示，一个匝数n100的圆形导体线圈，面积s10.4 m2，电阻r1 ，在线圈中存在面积s20.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度b随时间t变化的关系如图乙所示有一个r2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是()甲乙a圆形线圈中产生的感应电动势e6 vb在04 s时间内通过电阻r的电荷量q8 cc设b端电势为零，则a端的电势a 3 vd在04 s时间内电阻r上产生的焦耳热q18 j答案：d解析：由法拉第电磁感应定律可得en，由图乙结合数学知识可得k t/s0.15 t/s，将其代入可求e4.5 v，a错设平均电流强度为，由qttntn，在04 s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为0.60.3 wb00.18 wb，代入可解得q6 c，b错.04 s内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次定律结合右手定则可得b点电势高，a点电势低，故c错由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定，可得i1.5 a，由焦耳定律可得qi2rt18 j，d对9如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度b1.0 t，质量m0.04 kg、高h0.05 m、总电阻r5 、n100匝的矩形线圈竖直固定在质量m0.08 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相等线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v110 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直若小车运动的速度v随位移x变化的vx图象如图乙所示，则根据以上信息可知()a小车的水平长度l15 cmb磁场的宽度d35 cmc小车的位移x10 cm时线圈中的电流i7 ad线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量q1.92 j答案：c10如图1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，左侧小三角形内磁场方向垂直纸面向外，右侧小三角形内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abcda的感应电流方向为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()图1答案d11将一段导线绕成如图2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为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变化的图象如图乙所示用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变化的图象是()图2答案b12如图3所示的匀强磁场中有一根弯成45的金属线poq，其所在平面与磁场垂直，长直导线mn与金属线紧密接触，起始时oal0，且mnoq，所有导线单位长度电阻均为r，mn匀速水平向右运动的速度为v，使mn匀速运动的外力为f，则外力f随时间变化的规律图象正确的是()图3答案c解析设经过时间t，则n点距o点的距离为l0vt，直导线在回路中的长度也为l0vt，此时直导线产生的感应电动势eb(l0vt)v；整个回路的电阻为r(2)(l0vt)r，回路的电流i；直导线受到的外力f大小等于安培力，即fbilb(l0vt)(l0vt)，故c正确13(多选)在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图4所示，线框从图示位置在水平拉力f作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流it和ft图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为)()图4答案bd14(多选)如图5甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n20，总电阻r2.5，边长l0.3m，处在两个半径均为r的圆形匀强磁场区域中线框顶点与右侧圆心重合，线框底边中点与左侧圆心重合磁感应强度b1垂直水平面向上，大小不变；b2垂直水平面向下，大小随时间变化b1、b2的值如图乙所示，则()图5a通过线框的感应电流方向为逆时针方向bt0时刻穿过线框的磁通量为0.1wbc在0.6s内通过线框中的电荷量约为0.13cd经过0.6s线框中产生的热量约为0.07j答案acd15如图6所示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨的电阻不计，间距为l0.5m，左端通过导线与阻值r3的电阻连接，右端通过导线与阻值为rl6的小灯泡l连接，在cdef矩形区域内存在竖直向上、磁感应强度b0.2t的匀强磁场一根阻值r0.5、质量m0.2kg的金属棒在恒力f2n的作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，经过t1s刚好进入磁场区域求金属棒刚进入磁场时：图6(1)金属棒切割磁感线产生的电动势；(2)小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力答案(1)1v(2)0.8v0.04n，方向水平向左(2)小灯泡与电阻r并联，r并2，通过金属棒的电流大小i0.4a，小灯泡两端的电压ueir1v0.40.5v0.8v.金属棒受到的安培力大小fabil0.20.40.5n0.04n，由右手定则和左手定则可判断安培力方向水平向左16如图7甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨mn、pq相距0.8m，导轨平面与水平面夹角为，导轨电阻不计有一匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为1m的金属棒ab垂直于mn、pq放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为0.1kg、与导轨接触端间电阻为1.两金属导轨的上端连接右端电路，电路中r2为一电阻箱已知灯泡的电阻rl4，定值电阻r12，调节电阻箱使r212，重力加速度g取10m/s2.将开关s断开，金属棒由静止释放，1s后闭合开关，如图乙所示为金属棒的速度随时间变化的图象，求：图7(1)斜面倾角及磁感应强度b的大小；(2)若金属棒下滑距离为60m时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑100m的过程中，整个电路产生的电热；(3)改变电阻箱r2的阻值，当r2为何值时，金属棒匀速下滑时r2的功率最大，消耗的最大功率为多少？答案(1)300.5t(2)32.42j(3)1.5625w解析(1)开关s断开，由题图甲、乙得agsin5m/s2，则sin，30.f安bil，i，r总rabr1(12)6，由图乙得vm18.75m/s，当金属棒匀速下滑时速度最大，有mgsinf安，所以mgsin，得bt0.5t.(2)由动能定理有mgssinqmv0，得qmgssinmv32.42j.17一个质量为m0.1 kg的正方形金属框总电阻r0.5 ，金属框放在表面绝缘的斜面aabb的顶端(金属框上边与aa重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边bb平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与bb重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2x图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，金属框与斜面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.(1)根据v2x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间t；(2)求出斜面aabb的倾斜角；(3)求匀强磁场的磁感应强度b的大小答案：(1) s(2)53(3) t解析：(1)由v2x图象可知：x10.9 m，v13 m/s，做匀加速运动；(2)金属框加速下滑时，由牛顿笫二定律得mgsin mgcos ma由图象得a5.0 m/s2，得53(3)金属框通过磁场时做匀速运动，金属框受力平衡，有mgcos mgsin 金属框的宽度ld0.5x20.5 m得b t. 18如图甲所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与x轴的关系如图乙所示，图线是双曲线(坐标轴是渐近线)；顶角45的光滑金属长导轨mon固定在水平面内，on与x轴重合，一根与on垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨mon向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨良好接触已知t0时，导体棒位于顶点o处；导体棒的质量为m2 kg；om、on接触处o点的接触电阻