高考物理课下限时集训 第3讲 电磁感应定律的综合应用（一）（电路和图象）3

高考物理课下限时集训 第3讲 电磁感应定律的综合应用（一）（电路和图象）3内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 课下限时集训(时间：40 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)1如图 1 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 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()图 1图 2解析：选 框做匀加速直线运动，则有 vv ；由欧姆定律可得电流2 ，据此可知 A、C 两项正确，B、 D 两项错误。 2012唐山统考)如图 2、3 所示，闭合矩形金属线圈 一定高度自由下落进入一有界匀强磁场。 刚进入磁场时，线圈受到的安培力恰好等于其重力。 已知磁场宽度和 反映 开始进入磁场到 刚出磁场的过程中，线圈中感应电流随时间变化规律的图象是(以逆时针方向为电流的正方向 )( )图 3图 4解析：选 B由题意知，线圈自 进入磁场到 刚出磁场的过程中一直做匀速光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变，线圈进入磁场的过程中感应电流方向为逆时针方向，穿出磁场的过程中电流为顺时针方向，先正后负，故 A、C、D 错误， 所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面，Q 为其边界， 3、其对称轴。 一导线折成边长为 l 的正方形闭合线框 框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动，若以逆时针方向为电流的正方向，则从线框开始运动到 刚进入到 侧磁场的过程中，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是( )图 5图 6解析：选 B在 运动到 界的过程中电动势 E2BL v2流 i t，C、 D 错误；从 界运动到 界的过程中，电动势2流 i t，即刚过 界时电动势减小一半，电流减小一半， 正确。 4(2011海南高考)如图 7 所示， EOF为空间一匀强磁场的边界，其中O， O ，且 F；角平分线，的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。 一边长为 l 的正方形导线框沿 OO 4、 方向匀速通过磁场，t0 时刻恰好位于图示位置。 规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流 t 的关系图线可能正确的是 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 B本题中四个选项都是 it 关系图线，故可用排除法。 因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向，故 C、D 错误；由于在穿过整个磁场区域的磁通量变化量 0，由 q 可知整个过程中通过导在 it 图象中图线与时间轴所围总面积为零，即时间轴的上下图形面积的绝对值应相等。 故 A 错误，B 正确。 5(2012重庆高考)如图 9 所示，正方形区域 有垂直纸面向里的匀强磁场。 在外力作用下， 5、一正方形闭合刚性导线框沿 向匀速运动，t0 时刻，其四个顶点M、N、P、Q恰好在磁场边界中点。 下列图象中能反映线框所受安培力 f 的大小随时间 t 变化规律的是()图 9图 10解析：选 B在导线框运动过程中，导线框的 QM和 PN两边所受安培力始终光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，MN和 PQ切割磁感线产生感应电动势，在闭合导线框中产生感应电流。 则E效 ，I ，f 效 ，设导线框边长为 a，则导线框运动R 有 效N完全出磁场之前的过程中，L 有效 a( a22vt，f 1 ；在 MN4Q开始出磁场之前，仅有 PQ 受安培力，有效长度不变，为a，f 2 ，不变；PQ出磁场的过程中，有效 6、长度 L 有效 a2vt，f 3 (a222据三个过程中安培力的表达式可知，B 选项正确。 6.(2013黑龙江哈尔滨一模)有一个匀强磁场，它的边界是 侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图 11 甲所示。 现在有一个金属线框以恒定速度从 侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的 it 图象如图乙所示。 则可能的线框是 ()图 11图 12解析：选 为圆形线框，匀速移动时感应电流不是按线性变化，A 错误；D 选项中三角形线框匀速移动时，电流先均匀增大，再均匀减小，不会出现恒定电流情况，D 错误；B 、 C 选项中线框有效切割长度先均匀增大，后不变，最后又均匀减小，符合图乙变化规律，B 、C 正确。 7、7(2012宁夏银川一中模拟) 如图 13 所示，一个半径为 L 的半圆形硬导体 速度v 在水平 U 形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 圆形硬导体 电阻为 r，其余电阻不计，则半圆形硬导体 割磁感线产生感应电动势的大小及 间的电势差分别为( )图 13A2 B2BL v； BL v D2 D半圆形硬导体 有效切割长度为 2L，因此 割磁感线产生的感应电动势大小 E2N 相当于电源，间电势差大小为电源的路端电压，即U。 r 22013哈尔滨第六中一模) 如图 14 甲所示，电路的左侧是一个电容为 C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为 S。 在环形导体 8、中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。 则在 0t 0 时间内，电容器()图 14A上极板带正电，所带电荷量为2 B1极板带正电，所带电荷量为CB1极板带负电，所带电荷量为2 B1极板带负电，所带电荷量为CB1 A在 0t 0 时间内，导体环内磁通量逐渐增大，由楞次定律可知环形导体中的电流沿逆时针方向，因此电容器上极板带正电；由 Bt 图象可知磁感应强度变化率 ，感应电动势 E S ，电容器带电荷量 Q。 2 t SB12012浙江温州联考)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。 如图 15 甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺 9、线管。 一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。 若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 B由感应电流公式 I n ，感应电流大小与磁通量的变化率有关，在t 图线上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正、负号表示电流的方向；根据图乙，在 0t 0 时间内，感应电流 I 的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，选项 B 符合要求。 10(2013石家庄质检)如图 17 所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为 B，在磁场 10、中水平固定一个 V 字形金属框架 知A ，导体棒 框架上从 A 点开始在外力 F 作用下，沿垂直 向以速度 v 匀速向右平移，平移过程中导体棒和框架始终接触良好，且构成等腰三角形回路。 已知导体棒与框架的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为 R，导体棒和框架均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直。 关于回路中的电流 I、电功率 P、通过导体棒横截面的电荷量 q 和外力 F 这四个物理量随时间 t 的变化关系图象，下列图象中正确的是 ()图 17图 18解析：选 ADt 时刻，导体棒 右移动的距离为 接入电路的长度为光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，框架接入电路的长度为 ，此时的感应 11、电动势为 E2总电阻为 R 总2 22(2 )R，电流 I 为一常数，选项 A 正确；功2 221率 PI 2R 总 ，代入可得 P 与 t 成正比，选项 B 错误；电荷量 q时间 t 成正比，选项C 错误；外力 F 等于安培力为 ，与时间 t 成正比，选项 D 正确。 2二、非选择题(本题共 2 小题，共 40 分)11.(20 分) 金属杆 距为 l，接有电阻 R，磁场如图 19 所示，磁感应强度为 B。 金属棒 为 2l，由图示位置以 A 为轴，以角速度 匀速转过 90(顺时针)。 求该过程中(其他电阻不计)：图 19(1)R 上的最大电功率。 (2)通过 R 的电荷量。 解析：动切割磁感线，且 12、切割长度由 l 增至 2l 以后 开 路断开。 (1)当 B 端恰至 时，E 最大。 B2l 2，0 2)初位置转至 B 端恰在 的过程中回路 B l2l 2q t 1) (2)4 (20 分) 如图 20 甲所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距 L0.3 m，导轨左端连接 R 的电阻，区域 存在垂直于导轨平面、B 的匀强磁场，磁场区域宽 D0.2 m。 细金属棒 长为 2D0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为 r。 导轨电阻不计。 使金属棒以恒定速度 v1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场。 计算从金属棒 入磁场( t0) 到 开磁场的时间内，不同时间段通过电阻 R 的电流大小，并在图乙中画出。 图 20解析：画出 2在磁场中切割磁感线时的等效电路如。