高考物理一轮复习 课时跟踪检测（三十八）电磁感应中的电路和图像问题（普通班）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时跟踪检测（三十八） 电磁感应中的电路和图像问题 A级基础小题练熟练快1(2018潍坊联考)两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内。导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则MN边在匀强磁场中受到的安培力()A01 s内，方向向下B13 s内，方向向下C35 s内，先逐渐减小后逐渐增大D第4 s末，大小为零解析：选B根据it图像可知，在06 s内MN边都有大小恒定的电流通过，由FBIl可知，安培力的大小是恒定的，选项C、D均错；01 s

2、、35 s内通过MN电流的方向由NM；13 s、56 s内通过MN电流的方向由MN，对以上情况可用左手定则判断出MN边的安培力方向，01 s、35 s内安培力方向向上，13 s、56 s内安培力方向向下，故选项B正确、A错误。2(2018三明质检)如图(a)所示，半径为r的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内，缺口两端引出两根导线，与电阻R构成闭合回路。若圆环内加一垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图(b)所示。规定磁场方向垂直纸面向里为正，不计金属圆环的电阻。以下说法正确的是()A01 s内，流过电阻R的电流方向为abB12 s内，回路中的电流逐渐减小C23 s内，穿过金属圆环的磁通量在减小Dt2

3、 s时，Uabr2B0解析：选D01 s内，穿过线圈垂直纸面向里的磁场在增大，根据楞次定律可得流过电阻R的电流方向为ba，A错误；12 s内，回路中的电流I，图像的斜率k，在12 s内磁通量变化率恒定，所以电流恒定，B错误；23 s内，穿过金属圆环的磁通量垂直纸面向外在增大，C错误；由法拉第电磁感应定律可知，在第2 s内UabB0r2，D正确。3多选(2018山东寿光现代中学模拟)如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场(图中未画出)中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正，已知在04 s

4、时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列图像所表示的关系正确的是()解析：选AD由题意可知，规定向里为磁感应强度的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E，感应电流I，由B t图像可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内I是定值，ab边受到的安培力FBIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，A正确B错误；由图示B t图像可知，01 s时间内，B减小，减小，由楞次定律可知，感应电流是逆时针方向，为正值；同理12 s，磁场向里，且增大，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流是逆时针，为正值；23 s，B的方向垂直纸面向里，B减小，

5、减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是负的；34 s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是负的，故C错误D正确。4.(2018温州模拟)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率

6、分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W解析：选B导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：mgsin 37mgcos 37，解得v5 m/s；导体棒产生的感应电动势EBLv，电路电流I，灯泡消耗的功率PI2R，解得P1 W，故选项B正确。5(2018温州模拟) 纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为。t0时，OA恰好位于两圆的公

7、切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是()解析：选C根据右手定则判断方向，然后根据EBL2分析大小变化即可做出选择。由右手定则可判，开始时感应电动势为正，故D错误；设经时间t导体杆转过的角度为，则t，导体杆有效切割长度为L2Rsin t。由EBL2可知，E2BR2sin2t，B、R、不变，切割的有效长度随时间先增大后减小，且做非线性、非正弦的变化，经半个周期后，电动势的方向反向，故A、B、D错误，C正确。6.多选(2018济宁一模)如图所示，在水平面内有两个光滑金属“V”字型导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac固

8、定不动，用外力F使导轨edf向右匀速运动，导轨间接触始终良好，从图示位置开始计时，下列关于回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是()解析：选AD运动的过程中切割的有效长度为L，产生的电动势为EBLv，由题图知，回路的周长与L成正比，即skL，设单位长度的电阻为R0，总电阻为kLR0，可求电流I，所以A正确，B错误；导轨做匀速运动，所以合外力等于零，即FF安BIL，电流I不变，切割的有效长度L随时间均匀增大，所以C错误，D正确。7.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L0.4 m，一端连接R1 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1 T。导体棒

9、MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v5 m/s 。求：(1)感应电动势E和感应电流I；(2)在0.1 s时间内，拉力的冲量IF的大小；(3)若将MN换为电阻r1 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。解析：(1)根据动生电动势公式得EBLv10.45 V2 V故感应电流I2 A。(2)导体棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F安BIL0.8 N，因做匀速直线运动，所以导体棒所受拉力FF安0.8 N所以拉力的冲量IFFt0.8 N0.1 s0.08 Ns。(3)其他条件不变，

10、则有电动势E2 V由闭合电路欧姆定律I1 A导体棒两端电压UIR1 V。答案：(1)E2.0 V、I2.0 A(2)IF0.08 Ns(3)U1 VB级中档题目练通抓牢8(2018苏锡常镇四市模拟)一个圆形线圈，共有n10匝，其总电阻r4.0 ，线圈与阻值R016 的外电阻连成闭合回路，如图甲所示。线圈内部存在着一个边长l0.20 m的正方形区域，其中有分布均匀但强弱随时间变化的磁场，图乙显示了一个周期内磁场的变化情况，周期T1.0102s，磁场方向以垂直线圈平面向外为正方向。求：(1)tT时刻，电阻R0上的电流大小和方向； (2)0时间内，流过电阻R0的电量；(3)一个周期内电阻R0的发热量

11、。解析：(1)0内，感应电动势大小E1n可得E18 V电流大小I1，可得I10.4 A电流方向为b到a。(2)同(1)可得内，感应电流大小I20.2 A流过电路的电量qI1I2得q1.5103 C。(3)QI12R0I22R0得Q1.6102 J。答案：(1)I10.4 A电流方向为b到a (2)q1.5103 C (3)Q1.6102 J 9.(2018唐山六校联考)如图所示，间距为L的两根光滑圆弧轨道置于水平面上，其轨道末端水平，圆弧轨道半径为r，电阻不计。在其上端连有阻值为R0的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中，圆弧轨道处的磁感应强度大小为B。现有一根长度等于L、质量为m、电阻为R

12、的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg(重力加速度为g)。求：(1)金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压；(2)金属棒下滑过程中通过电阻R0的电荷量。解析：(1)金属棒两端的电压为路端电压，当金属棒到达底端时，设棒的速度为v，由牛顿第二定律可得2mgmgm，解得v由法拉第电磁感应定律可得EBLv根据闭合电路欧姆定律得金属棒两端电压UR0联立即得U。(2)通过电阻R0的电荷量qt金属棒下滑过程中产生的感应电动势为感应电流为，解得q。答案：(1)(2)C级难度题目自主选做10(2018太原模拟)如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L，左端接电

13、阻R，导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示。已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为F安，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下图中正确的是()解析：选A由题图乙可得FF0kv，金属棒切割磁感线产生电动势EBLv，金属棒中电流IBLv/(Rr)，金属棒受安培力F安BIL，对金属棒根据牛顿第二定律：FF安ma，代入得：F0vma，所以金属棒做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，做匀速运动

14、，所以A正确；F安，URR，R消耗的功率P，所以B、C、D错误。11.多选(2018河北定州中学模拟)如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R。现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内()A.顺时针方向转动时，感应电流方向为EFGHEB平均感应电动势大小等于C平均感应电动势大小等于D通过导线框横截面的电荷量为解析：选BD由于虚线位置是经过到达的，若线框顺时针方向转动时，通过线框的磁通量是变小的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据安培定则，我们可以判断出感应电流的方向为：EHGFE，故A错误。根据法拉第电磁感应定律得：平均感应电动势E，OCa，OAa，ABAC；根据几何关系找出有磁场穿过面积的变化S(32)a2，解得：E，故B正确，C错误。通过导线框横截面的电荷量qtt，故D正确。