世纪金榜2016高考物理一轮高频考点专项练09-电磁感应中的图像问题

世纪金榜2016高考物理一轮高频考点专项练09-电磁感应中的图像问题内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 (九)电磁感应中的图像问题(45 分钟100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分。 多选题已在题号后标出)1.(多选)一环形线圈放在匀强磁场中,设第 1 s 内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示。 若磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系如图乙所示,那么下列选项正确的是() s s s s 内线圈中感应电流的方向为逆时针方向【解析】选 B、D。 由图乙分析可知,磁场在每 1 s 内为均匀变化,斜率恒定,线圈中产生的感应电流大小恒定,因此 A 错误、B 正确;由楞次定律可判断出第 3 s、第 4 s 内线圈中感应电流的方向为逆时针方向,C 错 2、误,D 正确。 载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。 已知在 t=0 到 t=导线中电流 i 发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向,线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。 设电流 i 正方向与图中箭头方向相同,则 i 随时间 t 变化的图线可能是()高中物理资源下载平台世昌的博客 【解析】选 A。 本题采用逐选项分析的思路求解较为复杂,可从题干给出的结果出发对原因进行分析：由题干信息可知,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,故直线电流的磁场开始应向里减弱或向外增强;直线电流的磁场开始时应减弱,之后增强。 综上可知,选项 A 正确。 线右侧存 3、在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为 R,边长是 L,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度 a 向右运动,自线框从左边界进入磁场时开始计时,t 1时刻线框全部进入磁场。 规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向。 外力大小为 F,线框中电功率的瞬时值为 P,通过导体横截面的电荷量为 q。 则这些量随时间变化的关系正确的是()【解析】选 C。 线框速度 v=生的感应电动势随时间均匀增大,感应电流均匀增大,安培力随时间均匀增大,外力 F 随时间变化关系是一次函数,但不是成正比,功率 P=时间变化关系是二次函数,其图像是抛物线,所以 C 正确,A、过导体横截面的电荷量 q=时间 4、变化关系是二次函数,其图像是抛物线,选项 D 错误。 【加固训练】(2014济南模拟)如图所示,一个“”形导轨 的匀强磁场中,与导轨材料和规格都相同的导体棒。 在外力作用下,导体棒以恒定速度 v 沿导轨向右运动,导体棒与导轨始终接触良好。 以导体棒在如图所示位置为计时起点,则下列物理量随时间变化的图像正确的是(图中高中物理资源下载平台世昌的博客 ,I 为流过导体棒的电流,F 为作用在导体棒上的安培力,P 为感应电流的热功率)()【解析】选 D。 设导轨夹角为 ,单位长度的导体棒和导轨材料的阻值均为 R。 则在导体棒运动过程中,有效长度 l=体棒与导轨组成的闭合回路的总电阻 R 总 =+)=此,E=Bl 5、v= = = ,1 E总 B12 B12F= ,P= = t。 由以上分析可知选B1221221222 2122D。 4.(2013福建高考)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用 t1、t 2分别表示线框 和 刚进入磁场的时刻。 线框下落过程形状不变,始终保持与磁场水平边界线 行,线框平面与磁场方向垂直。 设 方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律()【解析】选 A。 线框在 0t 1这段时间内做自由落体运动,故 像为过原点的倾斜直线,t 2之后线框完全进入磁场区域中,无感应电流,线框不受安培力,只受重力,线框做匀 6、加速直线运动,像为倾斜直线。 t 1t 2这段时间线框受到高中物理资源下载平台世昌的博客 ,线框的运动类型只有三种,即可能为匀速直线运动、也可能为加速度逐渐减小的加速直线运动,还可能为加速度逐渐减小的减速直线运动,而 A 选项中,线框做加速度逐渐增大的减速直线运动是不可能的,故本题选 A。 5.(2014唐山模拟)如图所示,两竖直放置的足够长的平行光滑导轨与电阻 R 连接后处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆 导轨接触良好并可沿导轨滑动,金属杆的电阻恒定,导轨的电阻忽略不计。 最初开关 S 断开,让 由静止开始下滑,经一段时间后闭合 S,则从S 闭合开始计时,金属杆 速度 v、加速度 a、杆中的电 7、流 I、杆所受安培力 F 与 t 的关系图像如图所示,其中不可能正确的是()【解析】选 B。 设金属杆电阻为 r。 S 闭合时,设 度为 v,由牛顿第二定律得知棒可能有三种运动,一是 a=0,棒匀速运动,A 正确;二是做 后做匀速运动,由 I= 知 C 正确;三是做 a 减小的减速运后匀速,由 F=知 D 正确。 因此,不可能正确的选项为 B。 【加固训练】(多选)(2014青岛模拟)如图所示,两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中,磁场和导轨平面垂直,金属杆 导轨接触良好可沿导轨滑动,开始时电键 S 断开,当 由静止下滑一段时间后闭合 S,则从 S 闭合开始计时,的速度 v 与时间 t 的关系图 8、像可能正确的是()高中物理资源下载平台世昌的博客 【解析】选 A、C、D。 S 闭合时,回路中产生感应电流,金属杆受到安培力的作用,安培力 ,若此时 FA=匀速向下运动 ;若 先减速再匀速,故本题选 A、C、D。 6.(多选)(2014南京模拟)一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示。 t=0 时刻对线框施加一水平向右的外力 F,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场。 外力 F 随时间 t 变化的图线如图乙所示。 已知线框质量 m=1阻 R=1。 以下说法正确的是() m/ 过线框的电荷量为 框上产生的焦耳热为 【解题指南】解答本题时应注意以下 9、两点：(1)线框匀加速运动,合力不变,F 增大时安培力也增大。 (2)当 t=,F 为恒力,说明此时安培力消失, 线框全部离开磁场。 【解析】选 A、B、C。 开始时,a= = m/ m/图可知 t=安培力F11消失,线框刚好离开磁场区域,则线框边长：L= 1.5 m;由12 12高中物理资源下载平台世昌的博客 ,F=3N, = 安 = ,v=到 B=2 T,q= t= = =2 2 I B2C;22Q= L- 112J= J,故 D 错,A、B、C 均对。 +32 12 127.(2014大连模拟)如图所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为 B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为 L,距磁 10、场区域的左侧 L 处,有一边长为 L 的正方形导体线框,总电阻为 R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定：电流沿逆时针方向时的电动势 E 为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量 的方向为正,外力 F 向右为正。 则以下关于线框中的磁通量 、感应电动势 E、外力 F 和电功率 P 随时间变化的图像正确的是()【解析】选 D。 线框进入磁场后磁通量 先均匀增加后均匀减少, =0,A 错误;由 E=开始进入磁场时 E 不变,而线框在方向相反的两个磁场中运动时 E=2功率 P=I2R,是开始进入磁场的 4 倍,B 错误、D 正确;由F=F 安 11、=左手定则知安培力方向始终向左,C 错误。 是绕在铁芯上的线圈,它与电阻 R、R 0、开关和电池 E 可构成闭合回路。 线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向。 当电流的流向与箭头所示的方向相同时,该电流为正,否则为负。 开关 世昌的博客。 设在 t=0 时刻,接通开关 过一段时间,在 t=接通开关 能正确表示 L 中的电流 I 随时间 t 的变化图线是()【解析】选 A。 t=0 时刻,接通开关 于线圈自感的作用,L 中的电流 I 逐渐增大。 在 t=接通开关 圈产生自感电动势,电流逐渐减小,选项 、计算题(本题共 2 小题,共 36 分。 需写出规范的解题步骤)9.(18 分)(2014启东模拟)如图甲所 12、示,两根足够长的平行金属导轨 Q 相距为 L,导轨平面与水平面夹角为 ,金属棒 直于 Q 放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为 m。 导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为 B,金属导轨的上端与开关 S、定值电阻2相连。 不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为 g,现在闭合开关 S,将金属棒由静止释放。 (1)若电阻箱 2=2金属棒下降高度为 h 时,速度为 v,求此过程中定值电阻 1。 (2)当 B=37时,金属棒能达到的最大速度 2阻值的变化关系如图乙所示。 g 取 10m/s2,7=7=定值电阻的阻值 m。 【解析】(1)由能量守恒知 ,金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生高中物理资源下载平台世昌的博客 ,12解得：Q=3 16(2)最大速度为 割磁感线产生的感应电动势 E=E1+2从 b 端向 a 端看,金属棒受力如图：金属棒达到最大速度时满足由以上三式得：。