高考物理母题解读（十）电磁感应母题8电磁感应与图像

1 高考母题解读高考母题解读 高考题千变万化 但万变不离其宗 千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来 研究母题 掌握母题解法 使学生触类旁通 举一反三 可使学生从题海中跳出来 轻松 备考 事半功倍 母题 8 电磁感应与图像 方法归纳 电磁感应中经常涉及磁感应强度 磁通量 感应电动势 感应电流等随时间 或位移 变化的图像 解答的基本方法是 根据题述的电磁感应物理过程或磁通量 磁 感应强度 的变化情况 运用法拉第电磁感应定律和楞次定律 或右手 定则 判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图 像 典例 8 2012 重庆理综 如题图 21 图所示 正方形区域 MNPQ 内有垂 直纸面向里的匀强磁场 在外力作用下 一正方形闭合刚性导线框沿 QN 方向匀速运动 t 0 时刻 其四个顶点 M N P Q 恰好在磁场 边界中点 下列图像中能反映线框所受安培力 f 的大小随时间 t 变化规 律的是 针对训练题精选解析 1 2012 新课标理综 如图 一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平 面内 线框在长直导线右侧 且其长边与长直导线平行 已知在t 0 到t t1的 时间间隔内 直导线中电流i发生某种变化 而线框中感应电流总是沿顺时针 方向 线框受到的安培力的合力先水平向左 后水平向右 设电流i正方向与 图中箭头方向相同 则i随时间t变化的图线可能是 1 答案 A 解析 由楞次定律可判断出i随时间t变化的图线可能是 A 考点定位 此题楞次定律 图象及其相关知识 2 2 2012 福建理综 如图甲 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落 穿过一根竖 直悬挂的条形磁铁 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合 若取磁铁中心 O 为坐标原点 建立竖直向下正方向的 x 轴 则图乙中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图像是 答案 B 解析 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合 圆环中磁通量变化不均匀 产生的感应 电流不是线性变化 铜环下落到磁铁顶端的速度小于下落到磁铁底端的速度 铜环下落到 磁铁顶端产生的感应电流小于下落到磁铁底端产生的感应电流 选项 B 正确 3 2011 江苏物理第 5 题 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 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 4 2011 海南物理 如图 EOF和E O F 为空间一匀强 磁场的边界 其中EO E O FO F O 且 EO OF OO 为 EOF的角平分线 间的距离为 l 磁 OO 场方向垂直于纸面向里 一边长为 l 的正方形导线框沿OO 方向匀速通过磁场 t 0 时刻恰好位于图示位置 规定导线 框中感应电流沿逆时针方向时为正 则感应电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确的是 5 2010 上海物理 如右图 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 解析 线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域 在 0 t1时间内 感应电流均 匀增大 由右手定则可判断出感应电流为逆时针方向 当bc边进入垂直于光滑水平桌面向 上的匀强磁场后 感应电流为顺时针方向 bc边和ad边都切割磁感线产生感应电动势 两边产生的感应电动势相加 匀加速通过 感应电流均匀增大 当bc边出磁场后 ad边 切割磁感线产生的感应电流为逆时针方向 所以能反映线框中感应电流变化规律的是图 4 A 答案 A 点评 此题考查法拉第电磁感应定律和右手定则 电流图象等相关知识 6 如图甲 所示 正六边形导线框 abcdef 放在匀强磁场中静止不动 磁场方向与线框平面 垂直 磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示 t 0 时刻 磁感应强度 B 的方向垂 直纸面向里 设产生的感应电流顺时针方向为正 竖直边 cd 答案 AC 解析 根据磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系图象 在 0 3s 内产生的感应电流大小恒定 且为顺时针方向为正 在 3s 6s 内产生的感应电流恒定且为逆时针方向为负 选项 A 正确 B 错误 根据左手定则 在 0 2s 内 磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里 竖直边 cd 所受 安培力的方向水平向右 为负 在 2s 3s 内 磁感应强度 B 的方向垂直纸面向外 竖直边 cd 所受安培力的方向水平向左 为正 在 3s 4s 内 磁感应强度 B 的方向垂直纸面向外 竖直边 cd 所受安培力的方向水平向右 为负 在 4s 6s 内 磁感应强度 B 的方向垂直纸 面向里 竖直边 cd 所受安培力的方向水平向左 为正 因此 选项 C 正确 D 错误 7 矩形线框abcd固定放在匀强磁场中 磁场方向与线圈平 5 面垂直 磁感应强度B随时间t变化的图象如图甲所示 设t 0时刻 磁感应强度的方向垂 直纸面向里 则在0 4s时间内 图乙中能正确表示线框ab边所受的安培力F随时间t变化的 图象是 规定ab边所受的安培力方向向左为正 8 如图 1 所示 光滑平行金属导轨 MN PQ 所在平面与水平面成角 M P 两端接有阻值 为 R 的定值电阻 阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置 其它部分电阻不计 整个装置处在 磁感应强度为 B 的匀强磁场中 磁场方向垂直导轨平面向上 从 t 0 时刻开始棒受到一个 平行于导轨向上的外力 F 由静止开始沿导轨向上运动 运动中棒始终与导轨垂直 且接 触良好 通过 R 的感应电流随时间 t 变化的图象如图 2 所示 下面分别给出了穿过回路 abPM 的磁通量 磁通量的变化率 棒两端的电势差和通过棒的电荷量 q 随时间 t ab U 变化的图象 其中正确的是 解析 根据通过 R 的感应电流随时间 t 变化的图象可知 回路中产生的感应电动势均匀增 大 根据法拉第电磁感应定律可知 回路中磁通量变化率均匀增大 图象 A 错误 B 正确 棒两端的电势差 IR 随时间 t 均匀增大 图象 C 错误 通过棒的电荷量 q R r 不 a