2020高考物理二轮复习 第一部分 专题七 物理图像问题 第2讲 电学图像练习（含解析）VIP

电学图像1(多选)(2018全国卷)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线pq和一导线框r，r在pq的右侧。导线pq中通有正弦交流电i，i的变化如图乙所示，规定从q到p为电流正方向。导线框r中的感应电动势()a在t时为零b在t时改变方向c在t时最大，且沿顺时针方向d在tt时最大，且沿顺时针方向解析由i t图像可知，在t时，0，此时穿过导线框r的磁通量的变化率0，由法拉第电磁感应定律可知，此时导线框r中的感应电动势为0，选项a正确；同理在t和tt时，为最大值，为最大值，导线框r中的感应电动势为最大值，不改变方向，选项b错误；根据楞次定律，t时，导线框r中的感应电动势的方向为顺时针方向，而tt时，导线框r中的感应电动势的方向为逆时针方向，选项c正确，选项d错误。答案ac2(多选)(2019河北石家庄二模)在如图所示的电路中，r0为定值电阻，r为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，c为电容器。现减弱对光敏电阻r光照的强度，下列说法正确的是()a电流表的示数减小b电容器c的电荷量增大c电压表的示数变小d电源内部消耗的功率变大解析减弱对光敏电阻r光照的强度，r阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可得路端电压增大，即电压表示数增大，总电流减小，即电流表示数减小，电容器两端的电压增大，根据c以及c不变，u增大可得q增大，电源内部消耗的电功率pi2r，i减小，内阻不变，所以p减小，故a、b正确。答案ab3(2019陕西咸阳二模)如图甲所示，匝数n2的金属线圈(电阻不计)围成的面积为20 cm2，线圈与r2 的电阻连接，置于竖直向上、均匀分布的磁场中。磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为b，bt关系如图乙所示，规定感应电流i从a经过r到b的方向为正方向。忽略线圈的自感影响，则下列i t关系图正确的是()解析由题图可知，02 s内，线圈中磁通量的变化率相同，故02 s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向；同理可知，25 s内电路中的电流为逆时针，为负方向，由en可得ens，则知02 s内电路中产生的感应电动势大小为：e1220104 v6106 v，则电流大小为：i1106 a3106 a；同理25 s内，i22106 a，故d正确，a、b、c错误。答案d4.一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点o为坐标原点，其电势能ep与位移x的关系如图所示，下列图像中合理的是()解析粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：f，epx图像上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据e，故电场强度也逐渐减小，a错误；根据动能定理，有：fxek，故ekx图线上某点切线的斜率表示电场力，由于电场力逐渐减小，与b图矛盾，b错误；按照c图，速度随着位移均匀增加，根据公式v2v2ax，匀变速直线运动的v2x图像是直线，题图v x图像是直线，相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加，而电场力减小导致加速度减小，故矛盾，c错误；粒子做加速度减小的加速运动，d正确。答案d5(多选)(2019山西太原模拟)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标原点o由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是()a该粒子带正电荷b空间存在的静电场场强e是沿x轴正方向均匀减小的c该粒子从原点o运动到x0过程中电势能是减小的d该粒子运动到x0点的速度是解析沿电场线方向电势降低，由题图可知电场方向沿x轴正方向。带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，受力方向与电场方向一致，带电粒子带正电，a正确；沿x轴正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，b错误；沿x轴正方向运动，电场力做正功，电势能减小，c正确；根据动能定理q0mv2，v，d错误。答案ac6(多选)(2019山东泰安二模)两个点电荷q1、q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近q1(位于坐标原点o)，在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示，m点电势能最小，n点电势能为零。则下列判断正确的是()aq1带负电，q2带正电bq1带正电，q2带负电cq2带荷量较小，q1电荷量较大dm点场强为零，n点电势为零解析由题图知，n点电势能ep0，由分析得知，n点电势n0；epx图像的斜率fqe，则知n点的场强不为0，m点场强为零；根据正电荷在电势高处电势能大可知，带正电的试探电荷从远处移近q1的过程中，电势能先减小后增大，则电势先降低后升高，说明q1带正电，q2带负电，m点场强为零，由ek知，q1电荷量较小。故b、d正确，a、c错误。答案bd7(多选)(2019江西南昌模拟)m、n是某电场中一条电场线上的两点，若在m点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由m点运动到n点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则以下判断正确的是()a电子在n点的动能大于在m点的动能b电场可能是匀强电场c电子运动的加速度越来越小d电子运动的轨迹可能是曲线解析电子从m运动到n过程中，只受电场力，电势能减小，电场力做正功，则动能增加，因此n点的动能大于m点的动能，a项正确；电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由wfx可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，不可能是匀强电场，b项错误；由于电势能位移图线的斜率表示电场力，根据图像可知，电子受到的电场力越来越小，电子做加速度逐渐减小的加速运动，c项正确；带电粒子初速度为零且沿电场线运动，其轨迹一定为直线，d项错误。答案ac8(2019山东烟台模拟)如图甲所示，光滑平行金属导轨mn、pq所在平面与水平面成角，m、p两端接一电阻r，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t0时刻对金属棒(垂直导轨放置且接触良好)施加一平行于导轨的外力f，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计。已知通过电阻r的感应电流i随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于棒运动速度v、闭合回路中磁通量的变化率、外力f、通过r的电荷量q随时间变化的图像正确的是()解析电流i均匀增加(设ikt，k为比例系数)，电阻r一定，感应电动势eblvkt(rr)均匀增加，感应电动势等于磁通量变化率，磁通量变化率均匀增加，故b项正确；由eblv可知，速度应均匀增加，故a项错误；加速度一定，合力一定，但安培力增加，fbilmgsin，故c项错误；电荷量qitkt2，故d项错误。答案b9(2019山西五地联考)如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()解析线框从题图所示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，根据楞次定律知回路中产生逆时针方向的电流，并且电流随着有效切割长度的增加而增大，当两个图形完全重合时电流达到最大值，当线框继续向右运动时穿过线框的磁通量开始减小，由楞次定律知此过程电流方向为顺时针，且随着有效切割长度的减小而减小，故b正确。答案b10(多选)(2019湖北黄冈调研)如图所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为m，电阻为r，边长为l，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为f，线框中电功率的瞬时值为p，通过导线横截面的电荷量为q，其中pt和qt图像均为抛物线，则这些量随时间变化的图像正确的是()解析线框切割磁感线，运动速度vat产生感应电动势eblv，所以产生感应电流i，故a错误；对线框受力分析，由牛顿第二定律得ff安ma，f安bli，解得：fma，故b错误；由功率表达式pi2r，p与t是二次函数，图像为抛物线，故c正确；由电荷量表达式，则有q，q与t是二次函数，图像为抛物线，故d正确。答案cd11(2019安徽马鞍山一模)如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球。整个装置以水平向右的速度v匀速运动，垂直于磁场方向进入方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口处飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口处的过程中，关于小球运动的加速度a、沿竖直方向的速度vy、外力f以及管壁对小球的弹力做功的功率p随时间t变化的图像正确的是()解析以小球为研究对象，受力分析如图所示，由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，则竖直方向的洛伦兹力f1qvb是恒力，由牛顿第二定律得qvbmgma，ag，小球的加速度不随时间变化，选项a错误；由a可知，在竖直方向上小球的加速度不变，做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向的速度vyat随时间均匀增加，选项b错误；小球在水平方向做匀速直线运动，由平衡条件得fnqvybqabt，玻璃管对小球的弹力fn与小球对玻璃管的作用力fn是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得fnfnqabt，玻璃管在水平方向上受外力f与fn作用做匀速直线运动，则ffnqabt，即fqabt，由此可知，外力f与时间t成正比，选项c错误；管壁对小球的弹力做功的功率pfnvqavbt，p与t成正比，选项d正确。答案d12(2019江苏徐州二模)如图甲所示，y轴右侧空间有垂直xoy平面向里随时间变化的匀强磁场，同时还有沿y方向的匀强电场(图中电场未画出)，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示(图中b0已知，其余量均为未知)。t0时刻，一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0从坐标原点o沿x轴射入电场和磁场区，t0时刻粒子到达坐标为(x0，y0)的点a(x0y0)，速度大小为v，方向沿x方向，此时撤去电场。t2时刻粒子经过x轴上xx0点，速度沿x方向。不计粒子重力，求：(1)0t0时间内oa两点间电势差uoa；(2)粒子在t0时刻的加速度大小a0；(3)b1的最小值和b2的最小值的