高考物理课标版一轮复习考点规范练33电磁感应现象中的电路和图象问题

考点规范练33电磁感应现象中的电路和图象问题一、单项选择题1.右图是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,磁场垂直穿过大金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在大环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为()A.E B.E C.E D.E2.如图所示,螺线管匝数n=1500,横截面积S=20cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=4Ω,磁感应强度B随时间变化的Bt图象如图所示(以向右为正方向),下列说法正确的是()A.电阻R的电流方向是从A到CB.感应电流的大小逐渐增大C.电阻R两端的电压为6VD.C点的电势为4.8V3.如图所示,竖直平面内有一粗细均匀的金属环,其半径为a,总电阻为2r,磁感应强度为B0的匀强磁场垂直穿过环平面,环的最高点A处用铰链连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则此时A、B两端的电压大小为(A.B0av B.B0avC.B0av D.B0av4.如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、三象限内有垂直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ω绕O点在坐标平面内沿顺时针方向匀速转动。规定图示时刻t=0,导线框中感应电流逆时针方向为正。则关于该导线框在转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图象,下列选项正确的是()5.如图所示,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”字形导轨。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()二、多项选择题6.如图所示,在垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中()A.导体框中产生的感应电流方向相同B.导体框中产生的焦耳热相同C.导体框ad边两端电势差相同D.通过导体截面的电荷量相同7.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l=1m,cd间、de间、cf间分别接着阻值R=10Ω的电阻。一阻值R=10Ω的导体棒ab以速度v=4m/s匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好。导轨所在平面存在磁感应强度大小B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()A.导体棒ab中电流的流向为由b到aB.cd两端的电压为1VC.de两端的电压为1VD.fe两端的电压为1V8.磁场中有一固定的圆形导体闭合线圈,如图甲所示,图中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向,已知线圈中感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示。则在下列图象中表示磁感应强度B随时间t变化可能正确的是()9.(2017·广东揭阳一模)在光滑水平面上,有一个粗细均匀的边长为l的单匝正方形闭合线框abcd,在水平外力的作用下,从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动,穿过匀强磁场,如图甲所示,测得线框中产生的感应电流I的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示,则()A.线框开始运动时ab边到磁场左边界的距离为B.线框边长与磁场宽度的比值为3∶8C.离开磁场的时间与进入磁场的时间之比为∶1D.离开磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等10.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k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=。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()A.R2两端的电压为B.电容器的a极板带正电C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为kL2三、非选择题11.如图所示,PN与QM两平行金属导轨相距1m,电阻不计,两端分别接有电阻R1和R2,且R1=6Ω,ab杆的电阻为2Ω,可在导轨上无摩擦地滑动,垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T。现ab杆以恒定速度v=3m/s匀速向右移动,这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等。(1)求R2的阻值;(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少?(3)拉ab杆的水平向右的外力F为多大?12.在周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁场垂直,如图甲所示,规定图中磁场方向为正。已知线圈的半径为r、匝数为N,总电阻为R,磁感应强度的最大值为B0,变化周期为T,磁感应强度按图乙所示规律变化。(1)求在0~内线圈产生的感应电流I1的大小;(2)规定甲图中感应电流的方向为正方向,在图丙中画出一个周期内的it图象,已知I0=;(3)求在一个周期T内线圈产生的电热Q。##考点规范练33电磁感应现象中的电路和图象问题1.B解析大金属环相当于电源,a、b两点间的电势差等于路端电压,而小金属环电阻占电路总电阻的,故Uab=E,B正确。2.D解析从题图可知磁通量在逐渐增大,根据楞次定律可得通过R的电流方向为从C到A,A错误;根据法拉第电磁感应定律,有E=n=n=1500×0.002×V=6V,而感应电流大小为I=A=1.2A,B错误;根据闭合电路欧姆定律,有U=IR=1.2×4V=4.8V,C错误;因为A端接地,电压为零,所以C端的电势为4.3.A解析棒摆到竖直位置时整根棒处在匀强磁场中,切割磁感线的长度为2a,导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=B0·2a·,而,得E=B0·2a·=B0av。此时外电路的总电阻R=,根据闭合电路欧姆定律I=,得总电流I=,A、B两端的电压大小U=IR=B0av,4.A解析线框切割磁感线产生感应电动势,由E=BL2ω知,感应电动势大小为一定值,则感应电流大小不变,故B、D错误;在T内,由楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿逆时针方向,为正,故A正确,C错误。5.A解析设金属棒单位长度的电阻为R0,ab、ac与∠bac的平分线间的夹角都为θ,金属棒匀速运动的速度为v,则t时刻金属棒产生的感应电动势为E=Bv·2vt·tanθ,电路中的总电阻R=(2vt·tanθ+)R0,电流I=,可以看出电流的大小不变。6.AD解析由右手定则可知两种情况导体框中产生的感应电流方向相同,A项正确;热量Q=I2Rt=R×,导体框产生的焦耳热与运动速度有关,B项错误;电荷量q=It=,电荷量与速度无关,即两种速度下电荷量相同,D项正确;以速度v拉出时,Uad=Blv,以速度3v拉出时,Uad=Bl·3v,C项错误。7.BD解析由右手定则可知ab中电流方向为a→b,A错误。导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=Blv,ab为电源,cd间电阻R为外电路负载,de和cf间电阻中无电流,de和cf间无电压,因此cd和fe两端电压相等,即U=×R==1V,B、D正确,C错误。8.BD解析由题图甲知,以线圈中顺时针方向的感应电流方向、垂直纸面向里的磁感应强度方向为正,则由题图乙可知,线圈中在0~0.5s内产生了逆时针方向的感应电流,由楞次定律可知,磁通量为向里增加,或者向外减小,即正方向增加或者负方向减小,故选项A排除;而在0.5~1.5s内,结合感应电流方向和楞次定律可得磁场方向为垂直向里(正方向)减小,或者垂直向外(负方向)增加,故C错误,B、D正确。9.AB解析由题图乙知,线框做初速度为零的匀加速直线运动,在磁场外运动时间2s,位移为x;进入磁场用时2s,位移为l,所以x=,故A正确;在磁场中运动的时间也是2s,所以在磁场中运动的位移x0=5x=,磁场的宽度d=x0+l=,所以B正确;由题图乙知,在进入与离开磁场过程线框中电流大小不同,所以线框受安培力大小不等,再根据FBIl=ma知,两个过程拉力大小不等,而进入和离开磁场的位移相同,所以做的功不同,故D错误;设加速度为a,进入磁场过程有l=v1t1+,v1=at0,t0=2s,t1=2s;离开磁场过程有l=v2t3+,v2=at2,t2=6s,求得t2=(46)s,所以C错误。10.AC解析由法拉第电磁感应定律E=n=nS有E=kπr2,D错误;因k>0,由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向,故电容器b极板带正电,B错误;由题图知外电路结构为R2与R的右半部并联,再与R的左半部、R1相串联,故R2两端电压U2=U=,A正确,设R2消耗的功率为P=IU2,则R消耗的功率P'=2I×2U2+IU2=5P,故C正确。11.解析(1)由题意知,ab杆相当于电源,由于内外功率相等,则内外电阻相等,=2,解得R2=3Ω。(2)电动势E=Blv=1×1×3V=3V,总电流I=A=0.路端电压U=IR外=0.75×2V=1.5V,R1消耗的电功率P1=W=0.375W,R2消耗的电功率P2=W=0.75W。(3)ab杆受的安培力F安=IlB=0.75×1×1N=0.75N。因为ab杆匀速运动,所以ab杆受的外力大小F=F安=0.75N。答案(1)3Ω(2)0.375W0.75W(3)0.75N12.解析(1)在0~内感应电动势E1=N,磁通量的变