（浙江专用）高考物理一轮作业手册 第28讲 电磁感应中的图象和电路问题（含解析） 新人教版.doc

课时作业(二十八)第28讲电磁感应中的图象和电路问题1. 一个面积s4102 m2、匝数n100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度b随时间t变化的规律如图k281所示，则下列判断正确的是()图k281a在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 wb/sb在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零c在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 vd在第3 s末线圈中的感应电动势等于零图k2822铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度，被安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场，如图k282所示(俯视图)当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车以恒定速度向右通过线圈时，表示线圈两端的电压uab随时间变化关系的图象是图k283中的()abcd图k283图k28432012青岛模拟如图k284所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 的金属环铁芯的横截面积为0.01 m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直调节滑动变阻器的滑片，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 t，则从上向下看()a金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0103 vb金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0103 vc金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0103 vd金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0103 v4一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度b的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图k285甲所示，已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图乙所示则磁感应强度b随时间而变化的关系图象可能是图k286中的()甲乙图k285abcd图k286图k28752012西城期末在图k288中的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场a、b中的导线框为正方形，c、d中的导线框为直角扇形各导线框均绕轴o在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为t.从线框处于图示位置时开始计时，以在op边上从p点指向o点的方向为感应电流i的正方向则四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律符合图k287中it图象的是() abcd图k288图k2896如图k289所示，阻值为r的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到ab位置，若v1v212，则在这两次过程中()a回路电流i1i212b产生的热量q1q214c通过任一截面的电荷量q1q212d外力的功率p1p214图k281072012自贡模拟如图k2810所示，等腰三角形内分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2l，高为l.纸面内一边长为l的正方形导线框沿x轴正方向匀速穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于图示位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在图k2811中能够正确表示电流位移(ix)关系的是()abcd图k281182012济宁调研在如图k2812甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500，横截面积s20 cm2.螺线管导线电阻r1.0 ，r14.0 ， r25.0 ，c30 f.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示的规律变化求：(1)螺线管中产生的感应电动势；(2)闭合s，电路中的电流稳定后电阻r1的电功率；(3)断开s后流经r2的电荷量甲乙图k28129如图k2813甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r0.1 m的50匝的线圈套在永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙所示)线圈运动区域内磁感应强度b的大小均为 t，方向不变，线圈的总电阻为2 ，它的引出线接有电阻为8 的电珠l，外力推动线圈的p端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)：(1)画出线圈中感应电流随时间变化的图象(取电流从alb为正方向)；(2)求在0.1 s0.15 s内推动线圈运动过程中的作用力；(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计)甲乙丙图k2813 专题(九)专题9电磁感应与力学的综合12012济南模拟如图z91所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为，虚线框abcd内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下开始时金属线框的ab边与磁场的dc边重合现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的dc边距离为l.在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为()图z91a.mvmglb.mvmglc.mv2mgl d.mv2mgl22012长春模拟如图z92所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由图示位置自由下落当bc边刚进入磁场时，线框恰好做匀速运动，线框边长l小于磁场宽度h，则()图z92a线框进入磁场时，感应电流方向为abcdab线框离开磁场时，受到的安培力方向竖直向上c线框bc边刚进入磁场时的感应电流小于线框bc边刚离开时的感应电流d线框穿过磁场的过程中机械能守恒3如图z93所示，两根相互平行的金属导轨水平放置于竖直向下的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒ab和cd可以自由滑动当ab在外力f作用下向右运动时，下列说法中正确的是()图z93a导体棒cd内有电流通过，方向是dcb导体棒cd内有电流通过，方向是cdc磁场对导体棒cd的作用力向左d磁场对导体棒ab的作用力向左42012西安八校联考如图z94所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻r相连，磁感应强度为b的匀强磁场垂直导轨平面一质量为m的金属棒以初速度v0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计下列说法正确的是()图z94a回到出发点的速度v大于初速度v0b通过r的最大电流上升过程小于下落过程c电阻r上产生的热量上升过程大于下落过程d所用时间上升过程大于下落过程5如图z95所示，光滑金属导轨ac、ad固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为b的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在a点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过a点的总电荷量为q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为r，其余电阻不计则()图z95a该过程中导体棒做匀减速运动b该过程中接触电阻产生的热量为mvc开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为sd当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半62012郑州质检如图z96所示，两根足够长的平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，金属棒ab、cd的质量之比为21.用一沿导轨方向的恒力f水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后()图z96a金属棒ab、cd都做匀速运动b金属棒ab上的电流方向是由b向ac金属棒cd所受安培力的大小等于d两金属棒间距离保持不变72012黄冈模拟如图z97所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为r的电阻ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为r，杆与ab、cd保持良好接触整个装置放在磁感应强度大小为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动，上升了h高度，这一过程中b、c间电阻r产生的焦耳热为q，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用求：(1)导体杆上升h高度过程中通过杆的电荷量；(2)导体杆上升h高度时所受拉力f的大小；(3)导体杆上升h高度过程中拉力做的功图z978光滑平行的金属导轨mn和pq，间距l1.0 m，与水平面的夹角30，匀强磁场磁感应强度b2.0 t，垂直于导轨平面向上，m、p间接有阻值r2.0 的电阻，其他电阻不计，质量m2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置，如图z98甲所示用恒力f沿导轨平面向上拉金属杆ab，由静止开始运动，vt图象如图乙所示g10 m/s2，导轨足够长，求：甲乙图z98(1)恒力f的大小；(2)金属杆速度为2.0 m/s时的加速度大小；(3)根据vt图象估算在前0.8 s内电阻上产生的热量课时作业(二十八)1ac解析 磁通量的变化率s，其中磁感应强度的变化率即为bt图线的斜率由图知前2 s的磁感应强度变化率2 t/s，故24102 wb/s0.08 wb/s，选项a正确在开始的2 s内磁感应强度b由2 t减到0，又从0向相反的方向增加到2 t，故这2 s内的磁通量的变化量224102 wb0.16 wb，选项b错误在开始的2 s内e1n1000.08 v8 v，选项c正确第3 s末的感应电动势等于2 s4 s内的电动势，即e2n10024102 v8 v，选项d错误2c解析 火车向右运动通过线圈时，等效为磁场不动，线圈向左通过磁场在线圈进入磁场时，根据右手定则可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，b点电势大于a点电势，uab为负值；同理，可判断线圈离开磁场时uab为正值，c正确3. c解析 铁芯内的磁通量变化情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截面积根据法拉第电磁感应定律有en10.20.01 v2103 v又根据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针方向，选项c正确4. d解析 感应电流做周期性变化，方向改变而大小不变，因此可以判定产生感应电流的磁场在均匀变化，它随时间的变化图线应是直线，选项c错误考虑最初0.5 s内的情形，感应电流为负值，说明感应电流沿逆时针方向，由安培定则知感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，由楞次定律可知原磁场向里增强或向外减弱，即选项a错误再考虑0.5 s1.5 s的情形，感应电流为正值，感应电流的磁场方向为垂直纸面向里，由楞次定律可知原磁场向里减弱或向外增强，选项b错误，选项d正确5. c解析 在时间内，感应电流恒定，而正方形线框在进入磁场的过程中切割磁感线的有效长度发生变化，排除a、b.而在内，c中直角扇形线圈在op边上所产生的感应电流为po，d中直角扇形线圈在op边上所产生的感应电流为op，c正确，d错误6ad解析 感应电动势eblv，感应电流i，与速度成正比，选项a正确；产生的热量qi2rtv，与速度成正比，选项b错误；通过任一截面的电荷量qit，与速度无关，应为11，选项c错误；金属棒运动中受安培力的作用，为使棒匀速运动，外力大小应与安培力相同，则外力的功率pfvilbv，与速度的平方成正比，选项d正确7a解析 在位移0l的过程中，切割磁感线的有效长度均匀增加；在位移l2l的过程中，线圈右边切割磁感线的有效长度均匀减小，线圈左边切割磁感线的有效长度均匀增加，整个线圈切割磁感线的有效长度先减小后增大，在位移为2l时达到最大；在位移2l3l的过程中，切割磁感线的有效长度均匀减小，由i可知选项a正确8(1)1.2 v(2)5.76102 w(3)1.8105 c 解析 (1)根据法拉第电磁感应定律，有ens1.2 v.(2)根据闭合电路欧姆定律，有i0.12 a根据电功率公式，有pi2r15.76102 w.(3)断开s后，流经r2的电荷量即为s闭合时电容器所带的电荷量q.电容器两端的电压uir20.6 v流经的电荷量qcu1.8105 c.9(1)如图所示(2)0.8 n(3)0.64 w解析 (1)在00.1 s内：v1 m/s1 m/s.e1nblv1nb2rv15020.11 v2 vi1 a0.2 a，方向为bla.在0.1 s0.15 s内：v2 m/s2 m/se2nelv2nb2rv25020.12 v4 vi2 a0.4 a方向为alb.图象如图所示(2)外力匀速推动线圈，由平衡条件有：ff安nbi2lnbi22r500.420.1 n0.8 n.(3)感应电流的有效值为i，则有：i2r0.150.22r0.10.42r0.05，即i2 a2.故p出i2r8 w0.64 w.专题(九)1d解析 闭合金属线框进入磁场的过程中，一条边切割磁感线，产生感应电流，在磁场中受到安培力，故整个运动过程中有摩擦阻力和安培力做功，由功能关系可得：mvmg2lq，故金属线框中产生的焦耳热为qmv2mgl，选项d正确2bc解析 线框进入磁场时，线框的bc边切割磁感线，由右手定则可知电流方向为：adcba，选项a错误；由楞次定律的推论“来拒去留”可得线框离开磁场时，安培力竖直向上，选项b正确；线框匀速进入磁场，由于lh，故线框完全进入磁场后感应电流消失，线框仅受重力做加速度为g的匀加速运动，当bc边到达磁场下边界时，由于加速运动线框ad边切割磁感线的速度增大了，故感应电动势增大了，感应电流增大了，选项c正确；线框穿过磁场的过程中有感应电流产生，机械能有一部分转化为电能，选项d错误3bd解析 两个导体棒与两根金属导轨构成的闭合回路磁通量增加，利用楞次定律和安培定则判断回路中感应电流的方向是bacdb，选项a错误，选项b正确；根据左手定则可以确定导体棒cd受到的安培力方向向右，导体棒ab受到的安培力方向向左，选项c错误，选项d正确4c解析 金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以回到出发点的速度v小于初速度v0，选项a错误；设金属棒运动的速度为v，长度为l，那么感应电动势eblv，通过r的电流i，可见，当金属棒运动速度大时，通过r的电流也大，金属棒运动到同一高度处，上升时的速度大于下降时的速度，故通过r的最大电流上升过程大于下落过程，选项b错误；同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到的安培力，由于上升和下降的高度相同，所以上升过程克服安培力所做的功大于下降时克服安培力做的功，故电阻r上产生的热量上升过程大于下落过程，c正确；金属棒的上升过程的加速度大于下落时的加速度，故上升过程所用时间小于下落过程所用时间，选项d错误5bc解析 由ma可知该过程中l、v均在减小，故a减小，选项a错误由能量守恒定律可知q热mv，选项b正确i，bs，qit，联