2013届高三物理二轮冲刺《对电磁感应中的图象问题的考查》知识点专练练习（30分钟含详解）

1 对电磁感应中的图象问题的考查对电磁感应中的图象问题的考查 本卷共 4 小题 满分 60 分 建议时间 30 分钟 命题专家 寄语 本部分考查是近几年的热点 解决相关图象问题的基本方法是 一是明确图 象的种类 二是理解图象的轴 点 线段 斜率的含义 三是穿插分段法 数学方法的应用等 六十三 感应电流的图象 1 2012 江苏连云港调研 多选 一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中 线圈平面与磁场 方向垂直 如图 1 甲所示 设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正 垂直于纸面向外的磁感应强度 方向为负 线圈中顺时针方向的感应电流为正 逆时针方向的感应电流为负 已知圆形线圈中感应电 流i随时间变化的图象如图 1 乙所示 则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是 图 1 六十四 电磁感应与力学整合 2 如图 2 所示 直角三角形导线框abc以大小为v的速度匀速通过有清晰边 界的匀强磁场区域 匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长 则此过程中导线框中感应电流随时间变 化的规律为 2 图 2 图 3 3 如图 3 所示 竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路 导线所围的区域内 有一垂直纸面向里的变化的磁场 螺线管下方水平桌面上有一导体圆环 导线abcd所围区域内磁场 的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化时 导体环将受到向上的磁场力作用 六十五 综合应用 4 两根平行金属导轨固定倾斜放置 与水平面夹角为 37 相距d 0 5 m a b间接一个电阻R R 1 5 在导轨上c d两点处放一根质量m 0 05 kg 的金属棒 bc长L 1 m 金属棒与导轨间的动摩擦因数 0 5 金属棒与导轨接触点间电阻r 0 5 金属棒被两个 3 垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑 如图 4 所示 在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场 磁场随时间的变化关系如图 5 所示 重力加速度g 10 m s2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 求 图 4 图 5 图 6 1 0 1 0 s 内回路中产生的感应电动势大小 2 t 0 时刻 金属棒所受的安培力大小 3 在磁场变化的全过程中 若金属棒始终没有离开木桩而上升 则图 5 中t0的最大值 4 通过计算在图 6 中画出 0 t0max内金属棒受到的静摩 擦力随时间的变化图象 参考答案 1 CD 根据题图乙和选项图 我们只研究最初的一个周期 即 2 s 内的情况 由图乙所表示的圆线圈中感应电流的方向 大小 运用楞次定律 判断出感应电流的磁场方向 大小 再根据楞次定律 判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化 从而找出正确答案 2 B 入磁场和出磁场的过程中切割磁感线的有效长度都是逐渐减小 所以 感应电流都减小 两过程的感应电流方向相反 B 正确 3 A A 选项中 螺线管下方的导体环中有磁通量穿过 但由于磁场的变化 越来越慢 穿过圆环的磁通量也越来越小 根据楞次定律 为阻碍环中磁通量的减少 环将靠近螺线 管 即环受向上的磁场力的作用 B 选项中 磁场变化越来越快 螺线管中磁场变强 圆环中磁通量 增大 为阻碍磁通量增大 环将向下运动 即受磁场力向下 C D 选项中 磁场均匀变化 螺线管 中电流恒定 穿过圆环的磁通量不变 圆环中无感应电流产生 与螺线管无相互作用力 4 解析 1 读题图可知 T s 0 8 T s 感 Ld B t 1 0 0 2 1 0 t B t 4 0 8 1 0 5 V 0 4 V 2 I感 A 0 2 A 感 R r 0 4 1 5 0 5 F安 0 B0I感d 0 2 0 2 0 5 N 0 02 N 3 此时金属棒对木桩的压力为零 最大静摩擦力沿斜面向下 此时沿倾斜导轨方向上合外力为零 F安 B t I感d 0 2 0 8t0max 0 2 0 5 N 0 02 0 08t0max N N mgcos 37 0 05 10 0 8 N 0 4 N f N 0 5 0 4 N 0 2 N 即最大静摩擦力 F安 mgsin 37 f 代入相关数据后 得 t0max 6 s 4 一开始 木桩对金属棒有支持力 金属棒对导轨无相对运动趋势 f静 0 随着安培力F安的增大 木桩对金属棒的弹力减小 直至弹力为零 满足 F安 B t I感d mgsin 37 代入数据 0 2 0 8t 0 2 0 5 0 05 10 0 6 得 t 3 5 s F安继续增大 f静从零开始增大 F安 B t