电磁感应中的电路和图像问题

第第 3 节节 电磁感应中的电路和图像问题电磁感应中的电路和图像问题 要点一要点一 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题 1 电磁感应中电路知识的关系图电磁感应中电路知识的关系图 2 分析电磁感应电路问题的基本思路分析电磁感应电路问题的基本思路 1 多选多选 2015 焦作一模焦作一模 如图如图 9 3 2 所示 两根足够长的光滑金属导轨所示 两根足够长的光滑金属导轨 水平平行放置 间距为水平平行放置 间距为 l 1 m cd 间 间 de 间 间 cf 间分别接着阻值间分别接着阻值 R 10 的电阻 一阻值的电阻 一阻值 R 10 的导体棒的导体棒 ab 以速度以速度 v 4 m s 匀速向左运动 匀速向左运动 导体棒与导轨接触良好 导轨所在平面存在磁感应强度大小导体棒与导轨接触良好 导轨所在平面存在磁感应强度大小 B 0 5 T 方向竖直向下的匀强磁场 方向竖直向下的匀强磁场 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A 导体棒 导体棒 ab 中电流的流向为由中电流的流向为由 b 到到 a B cd 两端的电压为两端的电压为 1 V C de 两端的电压为两端的电压为 1 V D fe 两端的电压为两端的电压为 1 V 2 磁感应强度大小为 磁感应强度大小为 B0的匀强磁场垂直穿过环平面 环的最高点的匀强磁场垂直穿过环平面 环的最高点 A 处用铰链处用铰链 连接长度为连接长度为 2a 电阻为 电阻为 r 的导体棒的导体棒 AB AB 由水平位置紧贴环面摆下 当摆到竖由水平位置紧贴环面摆下 当摆到竖 直位置时 直位置时 B 点的线速度为点的线速度为 v 则此时 则此时 A B 两端的电压大小为两端的电压大小为 A B0av B B0av 1 3 1 6 C B0av D B0av 2 3 3 3 如图所示 匀强磁场 如图所示 匀强磁场B B 0 10 1 T T 金属棒 金属棒ABAB长长 0 40 4 m m 与框架宽度相同 电阻为与框架宽度相同 电阻为 框架电阻不计 电阻 框架电阻不计 电阻R R1 1 2 2 1 1 3 3 R R2 2 1 1 当金属棒以 当金属棒以 5 5 m sm s 的速度匀速向左运动时 求 的速度匀速向左运动时 求 1 1 流过金属棒的感应电流多大 流过金属棒的感应电流多大 2 2 若图中电容器若图中电容器C C为为 0 30 3 F F 则充电荷量是多少 则充电荷量是多少 要点二要点二 电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题 1 2013 山东高考山东高考 将一段导线绕成图将一段导线绕成图 9 3 4 甲所示的闭合甲所示的闭合 回路 并固定在水平面回路 并固定在水平面 纸面纸面 内 回路的内 回路的 ab 边置于垂直纸面向里边置于垂直纸面向里 的匀强磁场的匀强磁场 中 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场中 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场 以向里 以向里 为磁场为磁场 的正方向 其磁感应强度的正方向 其磁感应强度 B 随时间随时间 t 变化的图像如图乙所变化的图像如图乙所 示 用示 用 F 表示表示 ab 边受到的安培力 以水平向右为边受到的安培力 以水平向右为 F 的正方向 能的正方向 能 正确反映正确反映 F 随时间随时间 t 变化的图像是变化的图像是 二二 v t 图像图像 2 2013 福建高考福建高考 如图如图 9 3 5 矩形闭合导体线框在匀强磁场上方 由不同 矩形闭合导体线框在匀强磁场上方 由不同 高度静止释放 用高度静止释放 用 t1 t2分别表示线框分别表示线框 ab 边和边和 cd 边刚进入磁场的时刻 线框下落边刚进入磁场的时刻 线框下落 过程形状不变 过程形状不变 ab 边始终保持与磁场水平边界线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平行 线框平面与磁场方向 垂直 设垂直 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映线框下落过程中速度 v 随时间随时间 t 变化的规律变化的规律 三三 E t 图像图像 3 在竖直向上的匀强磁场中 水平放置一个不变形的单匝金属在竖直向上的匀强磁场中 水平放置一个不变形的单匝金属 圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图 9 3 6 甲所示 当磁场的甲所示 当磁场的 磁感应强度磁感应强度 B 随时间随时间 t 如图乙变化时 下列选项中正确表示线圈中感如图乙变化时 下列选项中正确表示线圈中感 应电动势应电动势 E 变化的是变化的是 4 4 如图甲所示 足够长的光滑平行金属导轨 如图甲所示 足够长的光滑平行金属导轨MNMN PQPQ竖竖 直放置 其宽度直放置 其宽度L L 1 1 m m 一匀强磁场垂直穿过导轨平 一匀强磁场垂直穿过导轨平 面 导轨的上端面 导轨的上端M M与与P P之间连接阻值为之间连接阻值为R R 0 400 40 的的 电阻 质量为电阻 质量为m m 0 010 01 kgkg 电阻为 电阻为r r 0 300 30 的金属的金属 棒棒abab紧贴在导轨上 现使金属棒紧贴在导轨上 现使金属棒abab由静止开始下滑 由静止开始下滑 下滑过程中下滑过程中abab始终保持水平 且与导轨接触良好 其始终保持水平 且与导轨接触良好 其 下滑距离下滑距离x x与时间与时间t t的关系如图乙所示 图象中的的关系如图乙所示 图象中的OAOA 段为曲线 段为曲线 ABAB段为直线 导轨电阻不计 段为直线 导轨电阻不计 g g 1010 m sm s2 2 忽略忽略abab棒运动过程中对原磁场的影响棒运动过程中对原磁场的影响 求 求 1 1 磁感应强度磁感应强度B B的大小 的大小 2 2 金属棒金属棒abab在开始运动的在开始运动的 1 51 5 s s 内 通过电阻内 通过电阻R R的电荷量 的电荷量 3 3 金属棒金属棒abab在开始运动的在开始运动的 1 51 5 s s 内 电阻内 电阻R R上产生的热量 上产生的热量 能力提升能力提升 1 1 穿过闭合回路的磁通量 穿过闭合回路的磁通量 随时间随时间t t变化的图象分别如图变化的图象分别如图 所示 下列关于所示 下列关于 回路中产生的感应电动势的论述中正确的是回路中产生的感应电动势的论述中正确的是 A A 图 图 中 回路产生的感应电动势恒定不变中 回路产生的感应电动势恒定不变 B B 图 图 中 回路产生的感应电动势一直在变大中 回路产生的感应电动势一直在变大 C C 图 图 中 回路在中 回路在 0 0 t t1 1时间内产生的感应电动势小于在时间内产生的感应电动势小于在t t1 1 t t2 2时间内产生的感时间内产生的感 应电动势应电动势 D D 图 图 中 回路产生的感应电动势先变小再变大中 回路产生的感应电动势先变小再变大 2 2 如图所示 两根相距为 如图所示 两根相距为l l的平行直导轨的平行直导轨abab cdcd b b d d间连有一固定电阻间连有一固定电阻R R 导 导 轨电阻忽略不计 轨电阻忽略不计 MNMN为放在为放在abab和和cdcd上的一导体杆 与上的一导体杆 与abab垂直 垂直 其电阻也为其电阻也为R R 整个装置处于匀强磁场中 磁感应强度的大小为整个装置处于匀强磁场中 磁感应强度的大小为B B 磁场方向垂直于导轨所在平面磁场方向垂直于导轨所在平面 指向图中纸面内指向图中纸面内 现对 现对MNMN施力使施力使 它沿导轨方向以速度它沿导轨方向以速度v v 如图如图 做匀速运动 令做匀速运动 令U U表示表示MNMN两端电压两端电压 的大小 则的大小 则 A A U U vBlvBl 流过固定电阻 流过固定电阻R R的感应电流由的感应电流由b b到到d d 1 1 2 2 B B U U vBlvBl 流过固定电阻 流过固定电阻R R的感应电流由的感应电流由d d到到b b 1 1 2 2 C C U U vBlvBl 流过固定电阻 流过固定电阻R R的感应电流由的感应电流由b b到到d d D D U U vBlvBl 流过固定电阻 流过固定电阻R R的感应电流由的感应电流由d d到到b b 3 2015 茂名二模茂名二模 如图如图 5 所示 一个有矩形边界的匀强磁场区域 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 左左 沿纸面匀沿纸面匀 速运动到位置速运动到位置 2 右右 取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点 取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点 t 0 规定逆时针方向为电流的正方向 则下图中能正确反映线框中电流与时规定逆时针方向为电流的正方向 则下图中能正确反映线框中电流与时 间关系的是间关系的是 4 4 如图所示 在方向垂直于纸面向里 磁感应强度为 如图所示 在方向垂直于纸面向里 磁感应强度为B B的匀强磁场区的匀强磁场区 域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcdabcd 线框在水平拉力作用下 线框在水平拉力作用下 以恒定的速度以恒定的速度v v沿垂直磁场方向向右运动 运动中线框沿垂直磁场方向向右运动 运动中线框dcdc边始终与磁场右边始终与磁场右 边界平行 线框边长边界平行 线框边长adad l l cdcd 2 2l l 线框导线的总电阻为 线框导线的总电阻为R R 则线框离开则线框离开 磁场的过程中磁场的过程中 A A abab间的电压为间的电压为 4 4B Bl lv v 3 3 B B adad间的电压为间的电压为 2 2B Bl lv v 3 3 C C 线框中的电流在 线框中的电流在abab边产生的热量为边产生的热量为 8 8B B2 2l l3 3v v 3 3R R D D 线框中的电流在 线框中的电流在adad边产生的热量为边产生的热量为 2 2B B2 2l l3 3v v 3 3R R 5 2015 山西四校联考山西四校联考 矩形导线框矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中 放在匀强磁场中 在外力控制下处于静止状态 如图在外力控制下处于静止状态 如图 7甲所示 磁感线方向与导线甲所示 磁感线方向与导线 框所在平面垂直 磁感应强度框所在平面垂直 磁感应强度 B 随时间变化的图像如图乙所示 随时间变化的图像如图乙所示 t 0 时刻 磁感应强度的方向垂直导线框平面向里 在时刻 磁感应强度的方向垂直导线框平面向里 在 0 4 s 时间内 导线框时间内 导线框 ad 边所受安培力随时间变化的图像边所受安培力随时间变化的图像 规定向左为规定向左为 安培力正方向安培力正方向 可能是下面选项中的可能是下面选项中的 6 2015 合肥二模合肥二模 如图如图 8 甲所示 一个匝数甲所示 一个匝数 n 100 的圆的圆 形导体线圈 面积形导体线圈 面积 S1 0 4 m2 电阻 电阻 r 1 在线圈中存在 在线圈中存在 面积面积 S2 0 3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域 磁感应的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域 磁感应 强度强度 B 随时间随时间 t 变化的关系如图乙所示 有一个变化的关系如图乙所示 有一个 R 2