高考物理一轮总复习 第10章 电磁感应 第3讲 电磁感应规律的综合应用（一）电路和图象.doc

电磁感应规律的综合应用(一)-电路和图象时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中15为单选，610为多选)1如图甲所示，和是两个平行共轴放置的环形线圈，当线圈中的电流i1随时间变化的图象如图乙所示时，若规定两电流方向如图甲所示的方向为正方向，则线圈中的电流i2随时间t变化的图象是图中的()答案d解析中电流在开始一段时间内产生的磁场方向水平向右，i1减小，中的磁通量减小，由楞次定律可知产生的电流方向为负，后一段时间产生的磁场方向水平向左，i1增大，中的磁通量增大，由楞次定律可知产生的电流方向仍为负，故只有d选项正确。2. 如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和mn，其中ab、ac在a点接触，构成“v”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使mn向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中mn始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()答案a解析设金属棒mn匀速运动的速度为v，t时刻导轨内切割磁感线的有效长度l2vttan，设导轨单位长度的电阻为r0，则组成闭合回路的总电阻r2r02vtr0，电动势eblv2bv2ttan，i为恒量，故a正确，b、c、d错误。3如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度b随时间变化的关系如图乙所示。t0时刻磁场方向垂直纸面向里，在04 s时间内，线框ab边所受安培力f随时间t变化的关系图象(规定水平向左为力的正方向)可能是图中的()答案a解析在02 s内和34 s内磁感应强度都在均匀变化，线框中磁通量均匀变化，根据法拉第电磁感应定律e可知线框中产生的感应电动势恒定，感应电流i恒定，ab边受到的磁场力fbil，由于b在均匀变化，则f是均匀变化的，c、d错误；在33.5 s内磁场方向向外且逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，由左手定则知ab边受到的安培力方向向左，为正值，b错误，a正确。42017江西师大附中期末如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为l，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为b，中间连接电阻及电容器，r1r2r3r，r42r，两根电阻均为r的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动，不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为()ablv0b2blv0c.blv0d.blv0答案c解析两根金属棒切割磁感线的电动势均为eblv0，r2两端电势差为blv0，r3两端电势差为blv0，分析电路可得电容器两极板上电势差即电压为blv0，选项c正确。5如图所示，mn、pq为两平行金属导轨，m、p间连接一阻值为r的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为b，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时()a有感应电流通过电阻r，大小为b没有感应电流通过电阻rc没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变d有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同答案d解析画等效电路，由法拉第电磁感应定律可知，e0bdv，电池组的电动势ebdv，所以过电阻r的电流i，a选项错误，b选项错误。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且两部分并联，所以左、右两部分流过的电流相同，c选项错误，d选项正确。6如图所示，在直角坐标系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轴右侧的一、四象限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方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差uab随时间t变化的图线是下图中的()答案ad解析在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正方向，电流在减小，|uab|i(rbcrcdrda)在减小。在cd边通过磁场的过程中，可判断出电流为顺时针方向，即沿负方向，电流逐渐减小，|uab|irab逐渐减小，a、d正确。7如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d0.5 m，导轨右端连接一阻值为r4 的小灯泡l。在矩形区域cddc内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系如图乙所示，cc长为2 m。在t0 时刻，电阻为r1 的金属棒ab在水平恒力f作用下，由静止开始沿导轨向右运动，t4 s时进入磁场，并恰好以v1 m/s的速度在磁场中匀速运动。则()a在04 s内小灯泡的功率为0.04 wb金属棒所受到的恒力f为0.2 nc金属棒进入磁场后小灯泡的功率为0.6 wd金属棒的质量为0.8 kg答案abd解析金属棒未进入磁场时，电路总电阻r总rr5 ，回路中感应电动势为e10.5 v，小灯泡中的电流大小为i0.1 a，小灯泡的功率为pi2r0.04 w，故选项a正确；由于金属棒在磁场中匀速运动，根据平衡条件fbid，又i0.2 a，可得恒力f0.2 n，故选项b正确；金属棒进入磁场后通过小灯泡的电流为i0.2 a，小灯泡的功率为pi2r0.16 w，故选项c错误；金属棒未进入磁场前的加速度为a00.25 m/s2，根据牛顿第二定律得金属棒的质量m0.8 kg，故选项d正确。8如图所示，边长为l、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度b随时间t的变化关系为bkt(常量k0)。回路中滑动变阻器r的最大阻值为r0，滑动片p位于滑动变阻器中央，定值电阻r1r0、r2。闭合开关s，电压表的示数为u，不考虑虚线mn右侧导体的感应电动势，则()ar2两端的电压为b电容器的a极板带正电c滑动变阻器r的热功率为电阻r2的5倍d正方形导线框中的感应电动势为kl2答案ac解析由法拉第电磁感应定律enns有ekr2，d项错误；因k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，b项错误；由题图知外电路结构为r2与r的右半部并联，再与r的左半部、r1相串联，故r2两端电压u2u，a项正确；设r2消耗的功率piu2，则r消耗的功率pp左p右2i2u2iu25p2，故c项正确。92017江西上饶二模如图甲所示，光滑平面上宽度为2l的有界匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向外，距磁场区域的左侧l处，有一边长为l的正方形导体线框，总电阻为r，且线框平面与磁场方向垂直，现用恒力f使线框从静止开始向右运动并穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，x表示线框相对释放点的位移，已知线框刚进入磁场即做匀速运动，规定感应电流i沿顺时针方向时为正，外力f向右为正。用a表示加速度，v表示线框的速度，ek表示线框的动能，则图乙中可能正确的是()答案cd解析出磁场的过程中，安培力大于f，加速度为负，选项a错误；进磁场之前线框做匀加速直线运动，速度v与位移x不是正比关系，选项b错误；出磁场的过程中，安培力大于f，合力向左，合力越来越小，合力做功越来越慢，ek减小得越来越慢，选项c正确；出磁场的过程中，电流方向反向，且电流随着速度的减小而减小，选项d正确。10如图甲所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为b，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为l。边长为l的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上。使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图乙中的()答案ac解析由法拉第电磁感应定律可知eblv，由于线圈匀加速，vat，i，由右手定则知电流方向为逆时针。在跨跃两磁场过程中，两边同时切割，方向为顺时针方向，大小i，斜率为单边切割的斜率的2倍，在离开右边磁场的过程中，斜率又恢复到原来的斜率，a选项正确，b选项错误。由于匀加速直线xat2，代入上式得i，同理c选项正确，d选项错误。二、非选择题(共20分)112015广东高考如图(a)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，b、d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 nit1(1 st1.2 s)解析(1)由图(b)可知01.0 s内b的变化率0.5 t/s正方形磁场区域的面积s20.08 m2棒进入磁场前01.0 s内回路中的感应电动势e由得e0.080.5 v0.04 v。(2)