高二物理（人教版）选择性必修二 课时跟踪检测（十二） 电磁感应中的电路及图像问题

课时跟踪检测（十二）电磁感应中的电路及图像问题

1.（2024•甘肃寐掖期末）图甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁

铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲

信号传到控制中心，如图乙所示。则列车的运动情况可能是（）

铁轨

3洞赢鹏

接控制中心

甲

A.匀速运动B.匀加速运动

C.匀减速运动D,变加速运动

2.（2024•福茂41州期末）如图，。加d蛾为“日”字形导线框，其中，力de和eg均为边长

为/的正

方形，导线而、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度略小于

I的匀强磁场，磁感应强度为导线框以速度。匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终

和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，帅两点电势差Uw随位移变化的图像正确的

是（）

Hlv

3

0

2Blv_：

3I

CD

3.（2024•江苏南遍期末）如图所示，边长为L的正方形线框，从图示位置在恒力作用下

沿光滑水平面滑动，中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域，磁场的宽度大于

L,以i表示导线框中的感应电流，以。表示线框运动的速度。从线框刚进入磁场区域开始

计时，电流取逆时针方向为止方向，以下图像可能止确的是（）

4.（2024•湖南长沙朝中）（多选）如图所示，空间有一宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向

垂直于纸面向里，。加是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框，儿边上的高也为L图

示时刻，左边与磁场边界平行，。点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区域,

速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的位置x=0,感应电流i沿逆时针方向为正,

线框受到的安培力/方向向左为正，则下列图像可能正确的是（）

5.（2024+夏获川期中）（多选）如图所示，匀强磁场垂直丁纸面向里，磁感应强度的

大小为3,磁场在y粕方向足够长，在x轴方向宽度为一直角三角形导线框A3C仍C

边的长度为。）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中

感应电流i、8C两端的电压U*与线框移动的距离x的关系图像正确的是（）

cD

6.（2024•贵州聆东角■期末）（多选）如图甲所示，电阻/•nZSQ、匝数〃=200匝的线圈两端

A、5与电阻R相连，£=75Q。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按

图乙所示的规律变化，下列说法正确的是（

甲

A.通过电阻R的电流方向为由A通过R到B

B.线圈两端的电压为IUUV

C.电阻K的电功率为75W

D.0.ls时间内通过电阻£的电荷量为0.05C

7.（2024•天津期末）（多选）1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机，其

结构示意图如图甲所示，可等效为图乙所示的圆盘中任意一个半径。都在切割磁感线，在

CO之间接上电阻A,已知转盘匀速转动的角速度为。CO的长度为L,每条半径对应的电

阻都为「，匀强磁场的磁感应强度为氏下列说法正确的是（

A.。点电势比。点电势高

B.通过电阻R的电流为食；

C.CO两端的电势差为上

D.电阻R上消耗的电功率为［港有

8.(2024•制茂龙岩期末)如图甲所示，一圆形金属线圈面积为S=0.5m2、匝数〃=1。0、

阻值为r=1。，线圈与电阻R、平行板电容器。组成闭合回路。电阻R=9Q,电容器电容

C=1X1O_3F,板间距离d=0.2m。在线圈中有垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强

度6随时间/变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。求：

(1)线圈产生的感应电流的大小;

(2)0、，两端的电压的大小；

⑶电容器所带的电荷量和两板间的场强。

9.(2024•北京高者)如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，

两根相距L的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为。的电容器，一导体棒放置在导轨

上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强

度大小为丛导体棒的质量为山、接入电路的电阻为上开关闭合前电容器的电荷量为。。

\I

tLrxx“x'x

丁I

xxxxO

甲乙

(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流/;

⑵求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小。；

⑶在图乙中定性画出用合开关后导体棒的速度。随时间t的变化图线。

10.(2024•北京九中期中)如图所示，用均匀导线做成边长为/的单匝正方形线框MNPQ,

线框每一边的电阻都相等，总电阻为七将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存

在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2/,磁感应强度为5。在垂直MN边的水

平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平，

且MN边与磁场的边界平行。求：

XXxx

QMflBlv

XXXX,•

XXXX

XXXX

0_3Z't

PNI2£.

XX2ZXX111

uLV

—V

(1)线框从MN边刚进入磁场到尸。边刚穿出磁场的过程所用时间h

(2)线框从边刚进入磁场到P。边刚穿出磁场的过程中，产生的焦耳热Q；

(3)线框从边刚进入磁场到尸。边刚穿出磁场的过程中，M、N两点间的电势差UMN

随运动时间的变化图像；

(4)线框进入磁场过程中通过导线横截面的电量。

课时跟踪检测(十二)

1.选C由U“图像可得，线圈两端的电压大小与时间呈线性关系，即有U=Uo—

由法拉第电磁感应定律有E=U=8Lo,L、k、8均一定，则速度。随时间/均匀减小，所以

火车做匀减速直线运动，故C正确。

2.选A由于匀强磁场的宽度略小于/,导线在磁场内时，导线cd、欧■在磁场外,

导线"充当电源，UH,表示路端电压，则”〃勿；导线cd在磁场内时，导线M、时'在磁

场外，导线cd充当电源，UR,是外电路并联电压，则U加上；导线•在磁场内时，导线

岫、cd在磁场外，导线不充当电源，心分是外电路并联电压，则U,力历。故选A。

3.选B线框以一定速度进入磁场区域后，线框中产生感应电动势和感应电流，线框受

到安培力作用。在线框刚进入磁场时，若线框所受安培刀刚好等于恒定外力凡线框做匀速

运动，线框中感应电流为恒定值；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量不变，线柜中不

产生感应电流，线框不受安培力作用，线框加速运动；在线框出磁场时，线框所受安培力一

定大于外力入线框一定做减速运动，线框中产生的感应电流逐渐减小，故A错误，B可能

正确。在线框刚进入磁场时，若线框所受安培力小于恒定外力F,线框做加速运动；线框完

全进入磁场后，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，不受安培力作用，线框加

速度大于刚进入时的加速度。在线框刚进入磁场时，若线框所受安培力大于恒定外力F,线

框做臧速运动；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通置不变，线框中不产生感应电流，线

框不受安培力作用，线框做加速运动。综上所述，故C、D错误。

4.选AC进入磁场的过程中，由几何关系可知，线框切割磁感线的有效长度d=2x,

回路中的感应电流1=喑=等占随位置x均匀增加，枝据楞次定律结合安培定则可知，感

应电流沿逆时针方向，即为正方向；出磁场时，由于线框切割磁感线的有效长度均匀增加，

线框产生的感应电动势均匀增加，线框中感应电流也均匀增加，根据楞次定律结合安培定则

可知，电流沿顺时针方向，即为负方向，因此A正确，B错误；进入磁场的过程中，线框所

43%

受安培力尸=用4=一1『，方向向左，出磁场时所受安培力与入磁场时完全相同，方向也向

左，因此C正确，D错误。

5.选BD设NAC8=。，三角形导线框ABC向右匀速运动的速度为o,则其匀速穿过

磁场区域的过程中，在0〜。内，切割磁感线的有效长度为/=Nan0,由此产生的感应电动势

p

为E=Blv=Bvian"x,设三角形导线框ABC的总电阻为R,则其产生的感应电流为Z=p=

粤生心可知，感应电流随距离x均匀增加，而根据右手定则可知，在0〜〃内，感应电流

为逆时针方向，即为正方向；而在。〜2“内，切割磁感线的有效长度随距离的变化关系与0〜

a内的相同，而根据右手定则可知，此过程中感应电流为顺时针方向，即为负方向，但仍随

着距离均匀增大，故A错浜，B正确；设8C边的电阻为R',则其两端的电压U8c=iR'=

------X,在0〜〃内，感应电流为正方向，且随时间均匀增加，则可知在。〜。内，BC

两端的电压均匀增加且图线在x轴上方；在。〜2a内，感应电流为负方向，且随时间均匀增

加，则可知在。〜2a内，BC两端的电压均匀增加且图线在x轴下方，故C错误，D正确。

6.选AC根据楞次定律结合安培定则，可知通过R的电流方向为由A通过R到B,

A正确；由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势七=，卷=200X*苧bV

=100V,线圈两端的电压为路端电压U=兽=755B错误；电阻R的电功率。=噂=禀

K-rrK

E

W=75W,C正确；0.1s时间内通过电阻R的电荷量4=£3-1=0.1C,D错误。

R十r

7.选AD由右手定则可知，CO中产生的感应电流由C流向。，则。点电势比C点电

势高，故A正确；回路中的感应电动势为£=瓦?■受=如2M通过电阻R的电流为/=念

=孀气，故B错误；CD两端的电势差为1/=乐=需蹊,故C错误；电阻R上消耗的电

一R1?.

功率为P=I?R=2(R*)*，故D正确。

AO

8.解析：(1)设线圈产生的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律，有E=q;S,X/

F

=1+,,解得/=0.5Ao

(2)设〃、人两端的电压为U,根据欧姆定律有U=/H,

解得U=4.5V。

(3)电容器所带的电荷量Q=CU

解得Q=4.5X1()-3c

两板间的场强E电场=告

解得E电场=22.5V/m

场强方向从上极板指向下极板(“向下”“竖直向下”等描述也正确)。

答案：(1)0.5A(2)4.5V(3)4.5XIOPc

22.5V/m,从上极板指向下极板

9.解析：(1)开关闭合前电容器的电荷量为Q