高考物理复习第三部分40个热点补救练26电磁感应中的图像问题.DOCX

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1、26.电磁感应中的图像问题1.(多选) (2021山东省新高考模拟)如图1所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图像正确的是()图1答案AD解析开关S由1掷到2，电容器放电，在电路中产生放电电流，导体棒通有电流后会受到向右的安培力作用，向右加速运动，导体棒将切割磁感线，产生感应电动势，此感应电动势将电容器的电压抵消一些，随着速度增大，感应电动势增大，则回路中的电流减小，导体棒所受的安培力减小，加速度减小

2、，因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直加速运动(变加速)，当感应电动势等于电容器两板间的电压时，电路中无电流，导体棒不受安培力，做匀速运动；当棒匀速运动后，棒因切割磁感线有感应电动势，所以电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值，则由QCU知，电容器的电荷量应稳定在某个不为0的数值，不会减少到0，这时电容器的电压等于棒的电动势，棒中无电流，故A正确；由于通过棒的电流逐渐减小至零，故B错误；导体棒先做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动，故C错误；根据上面分析可知，杆的加速度逐渐减小到零，故D正确。2.(多选)(2021辽宁省名校联盟开学考)如图2所示，两条光滑平行金属导轨固定，所

3、在平面与水平面夹角为，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是()图2答案AD解析根据图像可知，设PQ进入磁场匀速运动的速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为L，两根导体棒的总电阻为R；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得PQ进入磁场时电流I0保持不变，根据右手定则可知电流方向QP；如果PQ离开磁场时MN还没有进入磁场，此时电流为零；当

4、MN进入磁场时也是匀速运动，通过PQ的感应电流大小不变，方向相反；如果PQ没有离开磁场时MN已经进入磁场，此时电流为零，当PQ离开磁场时MN的速度大于v，安培力大于重力沿斜面向下的分力，电流逐渐减小，通过PQ的感应电流方向相反。故选项A、D正确。3.(2021湖北十一校3月第二次联考)如图3所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd。t0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的

5、是()图3答案C解析金属杆的速度与时间的关系式为vat，a是加速度，由EBLv和I得，感应电流与时间的关系式为It，B、L、a均不变，在0t1时间内，感应电流为零，t1t2时间内，电流I与t成正比，t2时间后无感应电流，故A、B错误；在0t1时间内，感应电流为零，ad的电压为零，t1t2时间内，电流I与t成正比UadIRadR，电压随时间均匀增加，t2时间后无感应电流，但有感应电动势UadEBLat，电压随时间均匀增加，故C正确；根据推论可知，金属杆所受的安培力为FA，由牛顿第二定律得FFAma，得Ftma，在0t1时间内，感应电流为零，Fma为定值，t1t2时间内，F与t是线性关系，图线的延

6、长线不过原点，t2时间后无感应电流，Fma为定值，故D错误。4.(多选)(2021新疆维吾尔自治区第二次联考)如图4所示，倾角为的斜面上固定了成一定角度的两根光滑的金属导轨，两轨道的角平分线与斜面的边线平行，轨道的电阻不计。斜面内分布了垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某时刻起，用沿角平分线的力F，将质量为m、单位长度电阻为r的金属杆拉着匀速向上运动，速度大小为v，金属杆始终与拉力F垂直。以开始运动作为t0时刻，这一过程中金属杆中的电流i、金属杆受到的安培力F安、拉力F、回路中产生的热量Q等随时间t变化的关系图像中可能正确的是()图4答案AC解析金属杆切割磁感线的有效长度为l，产生的

7、感应电动势EBlv，回路中的电阻为Rlr，则回路中的感应电流为i，则感应电流恒定，A正确；金属杆在斜面上运动的位移为xvt，设金属轨道构成的夹角为2，则切割磁感线的金属杆的有效长度为l2vttan ，则金属杆受到的安培力为F安BIl2BIvtan t，则安培力随时间正比增加，B错误；分析金属杆的受力，根据平衡条件有FF安mgsin mgsin 2BIvtan t，根据数学知识，F随时间成线性关系，C正确；回路中产生的热量Q等于克服安培力所做的功，即QF安x2BIv2tan t2，与时间的平方成正比，D错误。5.(多选) (2021江西南昌市3月第一次模拟)如图5所示，倒U型等间距光滑导轨ABC

8、D倾斜放置，ABMNQH，在MNHQ中存在垂直导轨平面向下的匀强磁场(图中未画出)。一金属棒从MN上方静止释放，金属棒向下运动过程中始终与导轨接触良好且与AB平行，不计导轨电阻，I为金属棒中的电流、q为通过金属棒的电荷量、U为金属棒两端的电压、P为金属棒中的电功率，若从金属棒刚进入磁场开始计时，它在磁场中运动的过程中，下列图像中可能正确的有()图5答案BD解析如果电流减小，则表明导体棒在做减速运动，受力分析有BILmgsin ma，随着电流减小，加速度减小。根据闭合电路的欧姆定律得I，则有，随着加速度减小，图像的斜率减小，A错误；如果导体棒进入磁场时，安培力与重力分力平衡，则导体棒做匀速直线运动，其电流不变，则根据qIt可知，电荷量与时间成正比，B正确；如果路端电压随时间增大，则表明导体棒在加速，受力分析有mgsin BILma，随着电压增大，则电流增大，加速度减小。根据闭合电路的欧姆定律得UIRR，则有R，随着加速度减小，图像的斜率减小，但是计时起点路端电压不可能为零，C错误；如果导体棒进入磁场时，安培力与重力分力平衡，则导体棒做匀速直线运动，其电流不变，则根据PI2R可知，金属棒的电功率不变，D正确。