高考物理一轮复习电磁感应《电磁感应现象图像问题》典型题精排版(含答案)

1、高考物理一轮复习电磁感应现象图像问题典型题精排版1如图所示，两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分 之一，磁场垂直穿过小金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在小 环内产生的感应电动势为 e，则 a、b 两点间的电势差为( )1a. e21b. e32c. e3de2如图所示，两光滑平行金属导轨间距为 l，直导线 mn 垂直跨在导轨上，且 与导轨接触良 好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 b. 电容器的电容为 c，除电阻 r 外，导轨和导线的电阻均不计，现给导线 mn 一初速 度，使导线 mn 向右运动，当电路稳定后， mn 以速度 v 向右做匀速

2、运动时 ( )a 电容器两端的电压为零b 电阻两端的电压为 blvc 电容器所带电荷量为 cblvd为保持 mn 匀速运动，需对 其施加的拉力大小为b2l2v r3如图所示，粗细均匀的导体组成一边长为 a 的正三角形闭合线框 abc，总 电阻为 r.磁感应强度为 b 的匀强磁场仅限于边长为 a 的菱形 defg 区域内 df 60.磁场方向与菱形平面垂直今使线框沿 oo直线以速度 v 匀速运动oo 过 c 点且与 ab 垂直，运动中保持 abc 所在平面与磁场方向垂直以 c 与 d 重合开始计时，设逆时针方向为线框中电流的正方向，则线框中的感应电流随时间变 化的图象是 ( )4一矩形线圈位于一

3、匀强磁场内，磁场的磁感应强度 b 随时间 t 的变化规律如图 所示以 i 表示线圈中产生的感应电流，取垂直于纸面向里为磁场的正方向，取 顺时针方向的感应电流的方向为正，则以下的 i t 图正确的是 ( )5用相同导线绕制的边长为 l 或 2l 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀 速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中， m、n 两点间的 电压分别为 u 、u 、u 和 u .下列判断正确的是 ( )a b c dau u u u a b c dcu u u u a b c dbu u u u a b d cdu u u u b a d c6如图所示，在竖直方向的磁感应强度为 b

4、 的匀强磁场中，金属框架 abc 固定在水平面内，ab 与 bc 间夹角为 ，光滑导体棒 de 在框架上从 b 点开始在外力作用下以速度 v向右匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路，若框架与导体棒单位长度的电阻均为 r，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电流大小 i 与时间 t，消耗的电 功率 p 与水平移动的距离 x 变化规律的图象中正确的是 ( )7如图所示，在 pq、qr 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀 强 磁场，磁场方向均垂直于纸面一导线框 abcdefa 位于纸面内，线框的邻边都相 互垂直，bc 边与磁场的边界 p 重合导线框与磁场区域

5、的尺寸如图所示从 t0 时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域以 abcdef 为线框中的电动势的 正方向以下四个 e t 关系示意图中正确的是 ( )8如图所示，粗细均匀的、电阻为 r 的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，r磁感应强度为 b，圆环直径为 l.长为 l，电阻为 的金属棒 ab 放在圆环上，以速度2v 向左匀速运动，当 ab 棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为 ( ) 0a 0b blv01c. blv2 01d. blv3 09在磁感应强度为 b 的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为 l 的金属 杆 ao，已知 abbccol/3，a、c 与磁场中以 o 为圆心的同心圆 (

6、都为部分圆弧 ) 金属轨道始终接触良好一电容为 c 的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆 在与磁场垂直的平面内以 o 为轴，以角速度 顺时针匀速转动时 ( )au 2uac bobu 2uac ab4c电容器带电荷量 q bl29cd若在 eo 间连接一个电压表，则电压表示数为零10如图所示，由 7 根长度都是 l 的金属杆连接成的一个“日”字型的矩形 金属框 abcdef，放在纸面所在的平面内有一个宽度也为 l 的匀强磁场，磁场边 界跟 cd 杆平行，磁感应强度的大小是 b，方向垂直于纸面向里，金属杆 af、be、 cd 的电阻都为 r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好现以速度 v

7、匀速 地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从 cd 杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：(1) cd 杆在磁场中运动的过程中，通过 af 杆的电流；(2) 从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热 量 q.11在磁感应强度为 b0.4 t 的匀强磁场中放一个半径为 r 50 cm 的圆形0导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度 103rad/s 逆时针匀速转动圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻 为 r 0.8 ，外接电阻 r3.9 ，如图所示，求：0(1) 每半根导体棒产生的感应电动势；(2) 当开关 s 接通和断开时两电表示数分别为多

8、少？(假定两电表均为理想电 表)高考物理一轮复习电磁感应现象图像问题典型题精排版参考答案2 21解析：a、b 间的电势差等于路端电压，大环电阻占电路总电阻的 ，故 u e，3 ab 3c 正确答案：c2解析：当导线 mn 匀速向右运动时，导线 mn 产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端无电压，电容器两极板间 电压 ueblv，所带电荷量 qcucblv，故 c 对；mn 匀速运动时，因无电流而 不受安培力，故拉力为零，d 错答案：c3解析：关键是判断 l有效，c 到达 df 的中点至 c 到 f 这段时间内 l有效越来越大当 c 到 f 以后，l有效又从最

9、大减小，方向由楞次定律判断先逆时针后顺时针答 案：a4解析：本题考查电磁感应现象的有关知识在 01 时间内磁场的磁感应 强度 b 均匀增大则产生恒定的感应电流，由楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针方向，a、b 错；c、d 两项的区别在于 46 时间内感应电流的方向，45 时间内磁感应强度 b 为负向增大，因此感应电流的磁场方向则为正向，由此可得 感应电流方向为正向，c 对、d 错答案：c5解析：每个导体线框进入磁场后都是 mn 切割磁感线，所以每个导体线框 的 mn 边都相当于电源，其余部分相当于电源的外电路，导体线框 a、b 产生的感 应电动势是 c、d 电动势的一半，而不同的线框的电阻不

10、同设 a 线框电阻为 4r， b、c、d 线框的电阻分别为 6r、8r、6r，则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧 姆定律得： u blv a3r 3blv 5r 5blv 6r 3blv ， u blv ， u b2lv ， u 4r 4 b 6r 6 c 8r 2 dss4r 4blvb2lv ，所以选项 b 正确6r 3答案：b6解析：棒 de 匀速运动，l 均匀增大，由 eblv 知，感应电动势 e 均匀增e blv l大，回路电流 i ，式中 l 为回路的周长，容易知道 的比值为定值，故电r l ll流的大小是恒定的，a 正确；功率 pi2r 中，r 均匀增大，i 不变，故功率 p 成

11、线性增大，d 对答案：ad7解析：由楞次定律或右手定则可判定线框刚开始进入磁场时的电流方向为 cb，即感应电动势的方向为顺时针方向，故 d 选项错误；1 s2 s 内，cb 段切 割磁感线并跨过 q 分界线时，de 段也恰好跨过 p 分界线，利用右手定则可知 de 产 生的感应电动势与 bc 产生的感应电动势大小相等，方向相反，电动势相互抵消，电路中无电流，即 1 s2 s 内感应电动势为零，可知选项 a 错误；2 s3 s 内， 由右手定则可以判断 de 边和 fa 边产生的感应电动势方向都为逆时针方向(正方 向)，感应电动势大小为 e2blvblv3blv,3 s4 s 内，由右手定则可判

12、断 fa 边产生的感应电动势方向为顺时针，感应电动势的大小为 e2blv，故 c 选项正确， b 选项错误答案： c8解析：当金属棒 ab 以速度 v 向左运动到题图所示虚线位置时，根据公式0r可得产生的感应电动势为 eblv ，而它相当于一个电源，并且其内阻为 ；金属0 2r棒两端电势差相当于外电路的路端电压外电路半个圆圈的电阻为 ，而这两个半2r 1 1圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为 ，所以外电路电压为 u e blv .4 ba 3 3 0答案：d1 1 2 29解析：金属杆转动切割磁感线， u bl2 ，u b( l)2 bl2 ，uao 2 bo 2 3 9 co得.(2)

13、1 1 1 4 b( l)2 bl2 ；则 u u u bl2 ，得 u 2u ，a 对；u u u 2 3 18 ac ao co 9 ac bo ab ao bo5 bl2184 ，b 项错误；电容器两端的电压为 u ，故 qcu bl2 c，c 正确；当ac ac 9把电压表接在 eo 间时，表与 oce 组成回路，电 压表有示数，测量 co 间的电压， 故 d 错答案：ac10 解析：(1)cd 杆切割磁感线产生的电动势 eblv 此时的等效电路如图所示，则 be、af 并联，由闭合电路欧姆定律 ierr通过干路 bc 的电流为 iblv 2blv rr/2 3ri blv故通过 af

14、 杆的电流 i af 2 3r(2)无论是哪一根杆在磁场中运动，其他两杆都是并联，故等效电路与上图相 同，整个金属框产生的热量也相同因金属框匀速运动，切割磁感线产生的电能全部转化为热能，故 cd 杆在磁场中运动时，金属框产生的 总热量为 q eit02blv l 2b2l3vblv 3r v 3r因此，从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量 q3q 02b2l3v r答案：(1)blv 2b2l3v 3r r11解析：(1)每半根导体棒产生的感应电动势1 1e br v br2 0.410 1 0 2 23(0.5)2v50 v.(2)两根棒一起转动时，每半根棒中产生的感应电动势大小相等、方向相同(从 边缘指向中心 )，相当于四个电动势和内阻相同的电池并联，则总电动势 ee 11