2019高考物理大一輪復習 第10章 專題九 電磁感應中的電路和圖象問題精練（含解析）

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1、 專題九　電磁感應中的電路和圖象問題 ◎基礎鞏固練 1．(2018·內蒙古部分學校高三聯考)如圖1所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場中，磁感線分布均勻，磁場的磁感應強度大小B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，則下列說法正確的是(　　) A．t＝1 s時，ab邊受到的安培力方向向左 B．t＝2 s時，ab邊受到的安培力為0 C．t＝2 s時，ab邊受到的安培力最大 D．t＝4 s時，ab邊受到的安培力最大 解析：　由題圖2知，0～2 s內磁感應強度大小逐漸增大，根據楞次定律和左手定則判斷知ab邊受到的安培力方向向右，A錯誤；t＝2 s時，＝0，感應電流i＝0，安

2、培力F＝0，B正確，C錯誤；t＝4 s時，B＝0，安培力F＝0，D錯誤。 答案：　B 2. 【人教版選修3—2P9第7題改編】如圖所示，固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動，t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MbcN構成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產生感應電流，從t＝0開始，磁感應強度B隨時間t變化的示意圖為(　　) 解析：　為了使MN棒中不產生感應電流，即讓MN棒與線框組成回路的磁通量保持不變，或者使導線切割磁感線產生的感應電動勢E1與磁場變化產生的感生電動勢E2大小相等，即Blv＝，隨著磁場

3、減弱，而面積增大，故減小，故選C。 答案：　C 3. (2018·河南聯考)如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一、三象限內有垂直該坐標平面向里的勻強磁場，二者磁感應強度相同，圓心角為90°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在圖示坐標平面內沿順時針方向勻速轉動。規(guī)定與圖中導線框的位置相對應的時刻為t＝0，導線框中感應電流逆時針為正。則關于該導線框轉一周的時間內感應電流i隨時間t的變化圖象，下列正確的是(　　) 解析：　在線框切割磁感線產生感應電動勢時，由E＝BL2ω知，感應電動勢一定，感應電流大小不變，故B、D錯誤；在～T內，由楞次定律判斷可知線框中感應電動勢方向沿逆時針方向，

4、為正，故A正確，C錯誤。 答案：　A 4. (多選)如圖所示的電路中，電容器的電容為C、帶電荷量為q，線圈匝數為n、橫截面積為S、電阻為r，線圈處于一個磁感應強度均勻減小的磁場中，磁感應強度方向水平向右且與線圈平面垂直，電路中兩個定值電阻的阻值分別為r和2r。則下列說法正確的是(　　) A．電容器上極板帶正電 B．電容器下極板帶正電 C．磁感應強度隨時間的變化率為 D．磁感應強度隨時間的變化率為 解析：　由題圖可知，向右的磁場均勻減小，根據楞次定律，外電路r中的電流自右向左，所以電容器下極板帶正電，A錯，B對；由C＝得電容器兩端的電壓即電源的路端電壓U＝，又由閉合電路歐姆定

5、律可知感應電動勢E＝2U＝，根據法拉第電磁感應定律有E＝nS，聯立得＝，C錯，D對。 答案：　BD ◎能力提升練 5. (多選)如圖所示，一個邊長為L的正方形線圈置于邊界水平的勻強磁場上方L處，磁場寬也為L，方向垂直紙面向里，由靜止釋放線圈且線圈平面始終與磁場方向垂直，如果從線圈的一條邊剛進入磁場開始計時，則下列關于通過線圈橫截面的電荷量q、感應電流i、線圈運動的加速度a、線圈具有的動能Ek隨時間變化的圖象可能正確的有(　　) 解析：　若線圈進入磁場時受到的安培力等于重力，則線圈勻速進入，感應電流恒定，由q＝It可知，通過線圈橫截面的電荷量均勻增大，線圈離開時由楞決定律可知，

6、感應電流方向改變，通過的電荷量均勻減小，A正確；由于線圈通過磁場時，線圈的寬度與磁場的寬度相等，故始終是一條邊做切割磁感線運動，且速度不可能減小到零，所以線圈通過磁場的過程中不可能出現感應電流為零的情況，故B錯誤；由于線圈進入磁場時也可能重力大于安培力，因此繼續(xù)做加速運動，但速度增大則安培力增大，加速度減小，當安培力增大到等于重力時，加速度變?yōu)榱?，故C正確；如果線圈剛進入磁場時安培力就大于重力，則線圈做減速運動，速度減小則安培力減小，最后可能達到平衡，速度不變，動能不變，故D正確。 答案：　ACD 6．(多選)如圖所示，部分的金屬圓環(huán)，半徑為a，固定在水平面上。磁感應強度為B的勻強磁場垂直

7、圓面向里，覆蓋圓環(huán)所在區(qū)域(圖中未畫出)。長度大于2a的金屬桿OA可以繞圓環(huán)的端點O沿逆時針方向勻速轉動，轉動的角速度為ω，桿轉動時，在端點O處桿與金屬圓環(huán)是絕緣的，桿的另一端與金屬圓環(huán)接觸良好。用導線將阻值為R的電阻連接在桿的O端和金屬圓環(huán)之間，除R外其余電阻不計。θ由0開始增加到的過程中，下列說法正確的是(　　) A．通過電阻R的電流先增大后減小 B．θ＝時，桿切割磁感線產生的感應電動勢為3Ba2ω C．通過電阻R的電荷量為 D．電阻R的最大電功率是 解析：　由于桿的端點O與金屬圓環(huán)絕緣，電路為串聯電路，由金屬桿切割磁感線的有效長度先增大后減小和E＝Bl可知感應電動勢先增大后

8、減小，因此感應電流也是先增大后減小，選項A正確；當θ＝時，切割磁感線的有效長度為2acos ＝a，感應電動勢E＝Bl＝Ba·＝Ba2ω，選項B錯誤；由q＝IΔt＝Δt＝＝＝可知，通過電阻R的電荷量為，選項C錯誤；當金屬桿轉過90°時，電阻R的電功率最大，為Pm＝＝＝，選項D正確。 答案：　AD 7．如圖甲所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌ef、cd與水平面成θ＝30°角固定，導軌間距離為l＝1 m，導軌電阻不計，一個阻值為R0的定值電阻與電阻箱并聯接在兩金屬導軌的上端。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直，磁感應強度大小為B＝1 T?，F將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN

9、從圖示位置由靜止釋放，金屬棒下滑過程中與導軌接觸良好。改變電阻箱的阻值R，測定金屬棒的最大速度vm得到-的關系如圖乙所示。取g＝10 m/s2。 (1)求金屬棒的質量m和定值電阻R0的阻值； (2)當電阻箱的阻值R取2 Ω，且金屬棒的加速度為g時，求金屬棒的速度大小。 解析：　(1)金屬棒以速度vm下滑時，根據法拉第電磁感應定律有E＝Blvm，由閉合電路歐姆定律有E＝I，根據平衡條件有BIl＝mgsin θ，整理得＝，由－圖象可知＝1 m－1·s·Ω，·＝0.5 m－1·s。解得m＝0.2 kg，R0＝2 Ω。 (2)設此時金屬棒下滑的速度大小為v，根據法拉第電磁感應定律有E′＝Blv，由閉合電路歐姆定律有E′＝I′，根據牛頓第二定律有mgsin θ－BI′l＝m，聯立解得v＝0.5 m/s。 答案：　0.2 kg　2 Ω　(2)0.5 m/s 6