2020届高考物理二轮复习疯狂专练17电磁感应中的图象与电路问题

1、电磁感应中的图象与电路问题(1)法拉第电磁感应定律；(2)电磁感应的图象；(3)电磁感应与电路。1如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()2面积S4102m2，匝数n100匝的线圈，放在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列判断正确的是()A在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08Wb

2、/sB在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于0.08VD在第3s末线圈中的感应电动势等于零3如图所示，在平面直角坐标系xOy的第、象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场，二者磁感应强度相同，圆心角为90的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在图示坐标平面内沿顺时针方向匀速转动。规定与图中导线框的位置相对应的时刻为t0，导线框中感应电流逆时针为正。则关于该导线框转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图象，下列正确的是()4如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)。若规定垂直纸面向里的方向为磁场正

3、方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为()5(多选)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是FF0kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有()6(多选)如图所示，在水平面内有两个光滑金属“V”字型导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac固定不动，用

4、外力F使导轨edf向右匀速运动，导轨间接触始终良好，从图示位置开始计时，下列关于回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是()7(多选)如图所示，固定在倾角为30的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d1m，其底端接有阻值为R2的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B2T的匀强磁场中。一质量为m1kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F10N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L6m时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r2，导轨电阻不计，重力加速度大小为g10

5、m/s2。则此过程()A杆的速度最大值为5m/sB流过电阻R的电量为6CC在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为17.5JD流过电阻R电流方向为由c到d8如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L，左端接电阻R，导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示。已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为F安，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下图中正确的是()9(多选)半径为r、带缺口的刚性金

6、属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够宽，如图1甲所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。在平行金属板A、B正中间有质量未知、电荷量为q的带电液滴，液滴在00.1s处于静止状态，已知重力加速度为g。则以下说法正确的是()10gd甲乙A液滴带正电qr2B液滴的质量为C第0.3s时液滴的运动方向改变D第0.4s时液滴距初始位置距离为0.08g(单位：米)10(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L0.3m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B10.5T。一根直金属杆MN以

7、v2m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。杆MN的电阻r11，导轨的电阻可忽略。求杆MN中产生的感应电动势E1。(2)如图乙所示，一个匝数n100的圆形线圈，面积S10.4m2，电阻r21。在线圈中存在面积S20.3m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2。(3)将一个R2的电阻分别与图甲和图乙中的a、b端相连接，然后b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？并求出较高的电势a。11如图所示，一足够长矩形金属框架宽L0.4m，与水平面夹角37，上、下两端各有一个电阻R2.0，框架其

8、他部分的电阻忽略不计。图中D为一理想二极管，当加在D上的反向电压超过它的最大承受值U1.2V时，二极管就会被击穿，形成短路。垂直于框架平面有一向上的匀强磁场，磁感应强度B1.0T。ab为金属杆，其质量m0.3kg、电阻r1.0，杆ab与框架始终垂直接触良好，二者之间动摩擦因数0.5，杆ab从框架的上端由静止开始下滑。已知sin370.6，cos370.8，取g10m/s2。求：(1)二极管被击穿前瞬间杆ab的速度v0的大小；(2)杆ab下滑的最大速度及此时上端电阻R的瞬时功率。答案BBttt【解析】磁通量的变化率为0.08Wb/s，A正确；磁通量的变化为BS0.16Wb，B错误；【解析】在线框

9、切割磁感线产生感应电动势时，由EBL2知，感应电动势一定，感应电流大小不变，故B、D错误；在TT内，由楞次定律判断可知线框中感应电动势方向沿逆时针方向，为正，故A正确，C错误。【解析】设某时刻金属棒的速度为v，根据牛顿第二定律FFAma，即F0kvma，即F0kRrvma，如果k，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的vt图象的切线斜率越来越大，由于FA，FAt图象的切线斜率也越来越大，感应电流iRr、电阻两端RrUBlvRB2l2v2B2l2的电压R及感应电流的功率P也会随时间变化得越来越快，B项正确；如果k，则金属电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果kb0，题图乙中ab0，所以当电阻R与题图甲中的导轨相连接时，a端的电势较高。此时通过电阻R的电流IE1Rr1电阻R两端的电势差abIRa端的电势aIR0.2V。11【解析】(1)设二极管被击穿前瞬间杆ab的运动速度为v0，产生的感应电动势为：EBLv0E此时下端断路，根据闭合电路欧姆定律有：IRr由部分电路欧姆定律有：UIR解得：v04.5m/s。(2)二极管被击穿后处于短路状态，两个电阻R并联，整个电路的等效电阻：R总设杆ab的最大速度为v，产生的感应电