【志鸿优化设计】（重庆专用）2014届高考物理第一轮复习 第九章电磁感应第三节电磁感应中的电路和图象问题练习

1 课时作业课时作业 2929 电磁感应中的电路和图象问题电磁感应中的电路和图象问题 一 单项选择题 1 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 dBv R B 没有感应电流通过电阻R C 有感应电流流过金属圆环 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 2 如图所示 均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速 v 拉出 它的两边固定有带 金属滑轮的导电机构 金属框向右运动时能总是与两边良好接触 一理想电压表跨接在 PQ 两导电机构上 当金属框向右匀速拉出的过程中 电压表的读数 金属框的长为 a 宽为 b 磁感应强度为 B A 恒定不变 读数为 Bbv B 恒定不变 读数为Bav C 读数变大 D 读数变小 3 如图所示 竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路 导线所围区域内有一垂直纸 面向里的变化的匀强磁场 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列哪一图线所表示的方式随时间变化时 导体圆环将受到向上的磁场 作用力 4 如图所示 圆环a和b的半径之比为R1 R2 2 1 且都是由粗细相同的同种材料 的导体构成 连接两环的导线电阻不计 匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化 那么 当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下 A B两点的电势差之比 为 A 1 1 B 2 1 C 3 1 D 4 1 5 如图所示 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为l 磁场方向垂 直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈 ad与bc间的距离也为l t 0 时刻 bc边 与磁场区域边界重合 如图 现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过 磁场区域 取沿a b c d a的感应电流为正 则在线圈穿越磁场区域的过程中 感应 2 电流I随时间t变化的图线可能是图中的 6 2012 吉林期末质检 如图所示 两块水平放置的金属板距离为d 用导线 开关 K 与一个n匝的线圈连接 线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中 两板间放一台小压力 传感器 压力传感器上表面静止放置一个质量为m 电荷量为 q的小球 K 断开时传感器 上有示数 K 闭合稳定后传感器上恰好无示数 则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变 化率分别是 A 正在增加 B 正在减弱 t mgd q t mgd nq C 正在减弱 D 正在增加 t mgd q t mgd nq 7 如图所示 水平面内有一平行金属导轨 导轨光滑且电阻不计 匀强磁场与导轨平 面垂直 阻值为 R 的导体棒垂直于导轨静止放置 且与导轨接触良好 t 0 时 将开关 S 由 1 掷到 2 q i v 和 a 分别表示电容器所带的电荷量 棒中的电流 棒的速度和加速 度 下列图象正确的是 3 8 2012 江苏盐城模拟 如图 a 所示 在光滑水平面上用恒力F拉质量为 1 kg 的单 匝均匀正方形铜线框 在 1 位置以速度v0 3 m s 进入匀强磁场时开始计时t 0 此时线 框中感应电动势为 1 V 在t 3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场 此过程中vt 图象如图 b 所示 那么 a b A t 0 时 线框右侧的边两端M N间电压为 0 25 V B 恒力F的大小为 1 0 N C 线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 2 m s D 线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 1 m s 二 非选择题 9 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd 每边长为L 总电阻为R 总质量为 m 将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处 如图所示 线框由静止自由下落 线框平面保持在竖直平面内 且cd边始终与水平的磁场边界面平行 当cd边刚进入磁场 时 1 求线框中产生的感应电动势大小 2 求cd两点间的电势差大小 3 若此时线框加速度恰好为零 求线框下落的高度h所应满足的条件 10 如图所示 水平面上固定一个间距L 1 m 的光滑平行金属导轨 整个导轨处在 竖直方向的磁感应强度B 1 T 的匀强磁场中 导轨一端接阻值R 9 的电阻 导轨上有 质量m 1 kg 电阻r 1 长度也为 1 m 的导体棒 在外力的作用下从t 0 开始沿平 行导轨方向运动 其速度随时间的变化规律是v 2 不计导轨电阻 求 t 1 t 4 s 时导体棒受到的安培力的大小 2 请在如图所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系 I2 t 图象 11 光滑平行的金属导轨MN和PQ 间距L 1 0 m 与水平面之间的夹角 30 匀强磁场磁感应强度B 2 0 T 垂直于导轨平面向上 MP间接有阻值R 2 0 的电阻 其他电阻不计 质量m 2 0 kg 的金属杆ab垂直导轨放置 如图甲所示 用恒力F沿导轨 平面向上拉金属杆ab 由静止开始运动 v t图象如图乙所示 取g 10 m s2 导轨足够 长 求 4 甲 乙 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v t图象估算在前 0 8 s 内电阻上产生的热量 5 参考答案参考答案 1 A 2 C 3 A 4 B 解析 解析 设 b 环的面积为 S 由题可知 a 环的面积为 4S 若 b 环的电阻为 R 则 a 环的电阻为 2R 当 a 环置于磁场中时 a 环等效为内电路 b 环等效为外电路 A B 两端的电压为路 端电压 根据法拉第电磁感应定律 E UAB t 4 BS t ER R 2R 4 BS 3 t 当 b 环置于磁场中时 E t BS t UAB E 2R R 2R 2R BS 3R t 2 BS 3 t 所以 UAB UAB 2 1 故B正确 5 B 解析 解析 当线圈进入磁场的过程中 由楞次定律可判断感应电流的方向为 a d c b a 与规定的电流正方向相反 所以电流值为负值 当线圈出磁场的过程中 由楞次 定律可判断感应电流的方向为 a b c d a 与规定的电流方向相同 所以电流值为正 值 又两种情况下有效切割磁感线的长度均不断增加 则感应电动势逐渐增大 感应电流 逐渐增大 所以B选项正确 6 D 解析 解析 K闭合稳定后传感器上恰好无示数 说明此时下极板带正电 即下极板 电势高于上极板 极板间的电场强度方向向上 大小满足 Eq mg 即 E 又 U Ed mg q 所以两极板间的电压 U 若将平行金属板换成一个电阻 则流过该电阻的感应电流的 mgd q 方向是从下往上 据此结合楞次定律可判断出穿过线圈的磁通量正在增加 线圈中产生的 感应电动势的大小为 n 根据 n 可得 选项D正确 t t mgd q t mgd nq 7 D 解析 解析 将开关由 1 拨到 2 电容器放电 导体棒向右加速运动切割磁感线 导 体棒中会产生感应电动势 这时导体棒相当于一个电源 导体棒下端是负极 上端是正极 当电容器的电压降至与导体棒的感应电动势相等时 电容器不再放电 回路中不再有电流 导体棒不再受安培力而匀速运动 所以最终状态是 电荷量不为零 电流为零 速度不为 零 加速度为零 选项D正确 8 C 解析 解析 t 0 时 E1 1 V MN 间电压 UMN E 0 75 V A错误 由 vt 图象可 3 4 知 t 1 s到 t 3 s 线圈完全在匀强磁场中运动 加速度 a 0 5 m s2 根据牛顿第二定 律得 F ma 1 0 5 N 0 5 N B错误 由 vt 图象可知线框进磁场和出磁场过程具有对 称性 故线框到达位置 3 时的瞬时速度为 2 m s C正确 D错误 9 答案 1 BL 2 BL 3 2gh 3 42gh m2gR2 2B4L4 解析 解析 1 cd 边刚进入磁场时 线框速度 v 2gh 线框中产生的感应电动势 E BLv BL 2gh 2 此时线框中的电流 I E R cd 两点间的电势差 U I E BL 3 4R 3 4 3 42gh 3 安培力 F BIL B2L2 2gh R 根据牛顿第二定律 mg F ma 因 a 0 解得线框下落高度 h m2gR2 2B4L4 10 答案 1 0 4 N 2 见解析图 6 解析 解析 1 4 s时导体棒的速度是 v 2 4 m s t 感应电动势 E BLv 感应电流 I E R r 此时导体棒受到的安培力 F安 BIL 0 4 N 2 由 1 可得 I2 2 42t 0 04t E R r BL R r 作出图象如图所示 11 答案 1 18 N 2 2 0 m s2 3 4 12 J 解析 解析 1 由题图知 杆运动的最大速度为 vm 4 m s 如图有 F mgsin F安 mgsin 代入数据得 F 18 N B2L2vm R 2 由牛顿第二定律可得 F F安 mgsin ma