2018版高考物理一轮总复习第10章电磁感应第3讲电磁感应规律的综合应用(一)-电路和图象

1、电磁感应规律的综合应用（一）-电路和图象时间：45 分钟满分：100 分一、选择题（本题共 10 小题，每小题 8 分，共 80 分。其中 15 为单选，610 为多选）1如图甲所示，1和n是两个平行共轴放置的环形线圈，当线圈I中的电流i1随时间变化的图象如图乙所示时，若规定两电流方向如图甲所示的方向为正方向，则线圈n中的电 流i2随时间t变化的图象是图中的（）答案 D解析I中电流在开始一段时间内产生的磁场方向水平向右，i1减小，n中的磁通量减小，由楞次定律可知产生的电流方向为负，后一段时间产生的磁场方向水平向左，i1增大，n中的磁通量增大，由楞次定律可知产生的电流方向仍为负，故只有D 选项正

2、确。2.如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成V字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时， 运动中MN始终与/bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是（）答案 A3解析设金属棒MN匀速运动的速度为v,t时刻导轨内切割磁感线的有效长度2vttan0 ,设导轨单位长度的电阻为R),则组成闭合回路的总电阻2电动势E=BLv= 2Bvttan0,3.如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直， 磁感应 强度B随时间变化的关系如图乙

3、所示。t= 0 时刻磁场方向垂直纸面向里，在 04 s 时间内， 线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系图象(规定水平向左为力的正方向)可能是图中的 ( )答案 A解析 在 02s 内和 34s 内磁感应强度都在均匀变化，线框中磁通量均匀变化，根 据法拉第电磁感应定律E=十B可知线框中产生的感应电动势恒定，感应电流I=R恒定，ab边受到的磁场力F=BIL，由于B在均匀变化，则F是均匀变化的， C D 错误；在 33.5 s 内磁场方向向外且逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，由左手定则 知ab边受到的安培力方向向左，为正值，B 错误，A 正确。4.2017江西师大附中期末如

4、图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L,左右两端Bvta n0(1R)+tan0cos0-为恒量, 故 A 正确,B、C D 错误。R=2 -+vtta n0os0，4均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B,中间连接电阻及电容器，R=R,艮=2R两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率V。向左、向右匀速 运动，不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为（ ）A.BLsB. 2BLvoCBLv）DBLvfi44答案 C1解析 两根金属棒切割磁感线的电动势均为E=BLvo,R两端电势差为-BLvo,R两端电13势差为2BLS,分析电路可得电容器两极板上电势差即

5、电压为4BLV3，选项C正确。5.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（）XXXXB.没有感应电流通过电阻RC.没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变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答案 DA.5E BdvBdv,电池组的电动势E=Bdv,所以过电阻R的电流I=R=-R, A 选项错误，B 选项错误

6、。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且两部分并联，所以左、右两部分流过的电流 相同，C 选项错误，D 选项正确。6.如图所示，在直角坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abed，其一条对角线ae和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴右侧的一、四象限内有一垂直纸面向里 的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t= 0 时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿aeTa方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流I、ab间的电势差ULb随时间t变化的图线是下图中的（）解析画等效电路，由法拉第电

7、磁感应定律可知，E）=6答案 AD解析 在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针 方向，即沿正方向，电流在减小，|也| =I(Rbc+Rd+Rda)在减小。在cd边通过磁场的过程中， 可判断出电流为顺时针方向，即沿负方向，电流逐渐减小，|闵=IRab逐渐减小，A D正确。7如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d= 0.5 m，导轨右端连接一阻值为R= 4Q的小灯泡 L。在矩形区域CDD C内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强 度B随时间t变化的关系如图乙所示，CC长为 2 在t= 0 时刻，电阻为r= 1Q的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿

8、导轨向右运动，t= 4 s 时进入磁场，并恰好以v=1 m/s 的速度在磁场中匀速运动。则()A.在 04 s 内小灯泡的功率为 0.04 WB.金属棒所受到的恒力F为 0.2 NC.金属棒进入磁场后小灯泡的功率为0.6 WD.金属棒的质量为 0.8 kg答案 ABD7解析 金属棒未进入磁场时，电路总电阻只总=R+r= 5 Q,回路中感应电动势为Ei=8=AB_S=0.5 V，小灯泡中的电流大小为|=E= 0.1 A ,小灯泡的功率为P= I2R= 0.04 W,tR、B dv故选项 A 正确；由于金属棒在磁场中匀速运动，根据平衡条件F=B Id,又I=R十r0.2 A,可得恒力F= 0.2

9、N,故选项 B 正确；金属棒进入磁场后通过小灯泡的电流为I= 0.2A,小灯泡的功率为P=I2R= 0.16 W，故选项 C 错误；金属棒未进入磁场前的加速度为v2Fao= = 0.25 m/s ，根据牛顿第二定律得金属棒的质量作一=0.8 kg，故选项 D 正确。toao&如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k0）。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R），R）滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R=R）、Ra=。闭合开关S，电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（）B. 电容器的a极板带正

10、电C. 滑动变阻器 R 的热功率为电阻解析 由法拉第电磁感应定律E=n晋=门譽有E=knr2，D 项错误；因k0，由楞R）1x-2 2 路结构为F2与R的右半部并联， 再与R的左半部、R相串联， 故艮两端电压 Ua=一R R 民十R+Rx2U=U，A项正确；设Fl消耗的功率P=IU2,贝yR消耗的功率P=P左十P右=2IX2U十IU2=5F2,故 C 项正确。R 的 5 倍kL2D.正方形导线框中的感应电动势为答案 AC次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正99.2017江西上饶二模如图甲所示，光滑平面上宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外，距磁场区域

11、的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直，现用恒力F使线框从静止开始向右运动并穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，x表示线框相对释放点的位移，已知线框刚进入磁场即做匀速运动，规定感应电流I沿顺时针方向时为正，夕卜力F向右为正。用a表示加速度，v表示线框的速度，Ek表示线框的动能，则图乙中可能正确的是（）答案 CD解析 出磁场的过程中，安培力大于F,加速度为负，选项 A 错误；进磁场之前线框做匀加速直线运动，速度v与位移x不是正比关系，选项 B 错误；出磁场的过程中，安培力大 于F,合力向左，合力越来越小，合力做功越来越慢，E减小得越来越慢，选项 C 正确；

12、出磁场的过程中，电流方向反向，且电流随着速度的减小而减小，选项D 正确。10.如图甲所示，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的正方形线框abed的be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乙中的（）10定则知电流方向为逆时针。在跨跃两磁场过程中，两边同时切割，方向为顺时针方向，大小2BLatI=，斜率为单边切割的斜率的2 倍，在离开右边磁场的过程中，斜率又恢复到原来的R1. 2aBL斜率，A 选项正确，B 选项错误。

13、由于匀加速直线x=at2，代入上式得1=，R, x，同理C 选项正确，D 选项错误。二、非选择题（共 20 分）11. 2015广东高考如图所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L= 0.4 m。导轨右端接有阻值R= 1Q的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的 电阻均不计。导轨间正方形区域abed内有方向竖直向下的匀强磁场，b、d连线与导轨垂直，长度也为L。从 0 时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时 刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s 后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1 m/s 做直线运动，求：/ k ia x xs甲答案 AC解析由法拉第电磁感应定律可知E=BLv,由于线圈匀加速,v=at,I=BLat，由右手/i11(h)(1) 棒进入磁场前，回路中的电动势E;(2) 棒在运动过程中受到的最大安培力F,以及棒通过三角形abd区域时电流的关系式。答案(1)0.04 V (2)0.04 Ni=t 1(1 sWtW1.2 s)B解析由图(b)可知 01.0 s 内 B 的变化率=0.5 T/st正方形磁场区域的面积S= 字2= 0.08 m2棒进入磁场前 01.0 s 内回路中的感应电动势E=由得E= 0.08X0.5 V = 0.04 V。(2)当棒通过bd位置时，有效切割长度最大，感应电流最大