高考物理一轮总复习 第10章 电磁感应 第3讲 电磁感应规律的综合应用（一）-电路和图象-人教版高三全册物理试题.doc

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1、电磁感应规律的综合应用(一)-电路和图象时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中15为单选，610为多选)1如图甲所示，和是两个平行共轴放置的环形线圈，当线圈中的电流i1随时间变化的图象如图乙所示时，若规定两电流方向如图甲所示的方向为正方向，则线圈中的电流i2随时间t变化的图象是图中的()答案D解析中电流在开始一段时间内产生的磁场方向水平向右，i1减小，中的磁通量减小，由楞次定律可知产生的电流方向为负，后一段时间产生的磁场方向水平向左，i1增大，中的磁通量增大，由楞次定律可知产生的电流方向仍为负，故只有D选项正确。2. 如图，在水平面(纸面)内有三根相

2、同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()答案A解析设金属棒MN匀速运动的速度为v，t时刻导轨内切割磁感线的有效长度L2vttan，设导轨单位长度的电阻为R0，则组成闭合回路的总电阻R2R02vtR0，电动势EBLv2Bv2ttan，i为恒量，故A正确，B、C、D错误。3如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所

3、示。t0时刻磁场方向垂直纸面向里，在04 s时间内，线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系图象(规定水平向左为力的正方向)可能是图中的()答案A解析在02 s内和34 s内磁感应强度都在均匀变化，线框中磁通量均匀变化，根据法拉第电磁感应定律E可知线框中产生的感应电动势恒定，感应电流I恒定，ab边受到的磁场力FBIL，由于B在均匀变化，则F是均匀变化的，C、D错误；在33.5 s内磁场方向向外且逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，由左手定则知ab边受到的安培力方向向左，为正值，B错误，A正确。42017江西师大附中期末如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖

4、直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器，R1R2R3R，R42R，两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动，不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为()ABLv0B2BLv0C.BLv0D.BLv0答案C解析两根金属棒切割磁感线的电动势均为EBLv0，R2两端电势差为BLv0，R3两端电势差为BLv0，分析电路可得电容器两极板上电势差即电压为BLv0，选项C正确。5如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连接一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里

5、，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时()A有感应电流通过电阻R，大小为B没有感应电流通过电阻RC没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变D有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同答案D解析画等效电路，由法拉第电磁感应定律可知，E0Bdv，电池组的电动势EBdv，所以过电阻R的电流I，A选项错误，B选项错误。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且两部分并联，所以左、右两部分流过的电流相同，C选项错误，D选项正确。6如图所示，在直角坐标系xOy中，有边长为L的正方形金

6、属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴右侧的一、四象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流I、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的()答案AD解析在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正方向，电流在减小，|Uab|I(RbcRcdRda)在减小。在cd边通过磁场的过程中，可判断出电流为顺时针方向

7、，即沿负方向，电流逐渐减小，|Uab|IRab逐渐减小，A、D正确。7如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d0.5 m，导轨右端连接一阻值为R4 的小灯泡L。在矩形区域CDDC内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，CC长为2 m。在t0 时刻，电阻为r1 的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动，t4 s时进入磁场，并恰好以v1 m/s的速度在磁场中匀速运动。则()A在04 s内小灯泡的功率为0.04 WB金属棒所受到的恒力F为0.2 NC金属棒进入磁场后小灯泡的功率为0.6 WD金属棒的质量为0.8 kg答案ABD解析金属棒未进入磁

8、场时，电路总电阻R总Rr5 ，回路中感应电动势为E10.5 V，小灯泡中的电流大小为I0.1 A，小灯泡的功率为PI2R0.04 W，故选项A正确；由于金属棒在磁场中匀速运动，根据平衡条件FBId，又I0.2 A，可得恒力F0.2 N，故选项B正确；金属棒进入磁场后通过小灯泡的电流为I0.2 A，小灯泡的功率为PI2R0.16 W，故选项C错误；金属棒未进入磁场前的加速度为a00.25 m/s2，根据牛顿第二定律得金属棒的质量m0.8 kg，故选项D正确。8如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt(常量k0)。回路中滑动变阻

9、器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()AR2两端的电压为B电容器的a极板带正电C滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D正方形导线框中的感应电动势为kL2答案AC解析由法拉第电磁感应定律EnnS有Ekr2，D项错误；因k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，B项错误；由题图知外电路结构为R2与R的右半部并联，再与R的左半部、R1相串联，故R2两端电压U2U，A项正确；设R2消耗的功率PIU2，则R消耗的功率PP左P右2I2U2IU25P2，故C项正确。92017

10、江西上饶二模如图甲所示，光滑平面上宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，距磁场区域的左侧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，现用恒力F使线框从静止开始向右运动并穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，x表示线框相对释放点的位移，已知线框刚进入磁场即做匀速运动，规定感应电流I沿顺时针方向时为正，外力F向右为正。用a表示加速度，v表示线框的速度，Ek表示线框的动能，则图乙中可能正确的是()答案CD解析出磁场的过程中，安培力大于F，加速度为负，选项A错误；进磁场之前线框做匀加速直线运动，速度v与位移x不是正比关系，选项B错误；出磁场的过程中

11、，安培力大于F，合力向左，合力越来越小，合力做功越来越慢，Ek减小得越来越慢，选项C正确；出磁场的过程中，电流方向反向，且电流随着速度的减小而减小，选项D正确。10如图甲所示，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abcd的bc边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乙中的()答案AC解析由法拉第电磁感应定律可知EBLv，由于线圈匀加速，vat，I，由右手定则知电流方向为逆时针。在跨跃两磁场过程中，两边同时切割

12、，方向为顺时针方向，大小I，斜率为单边切割的斜率的2倍，在离开右边磁场的过程中，斜率又恢复到原来的斜率，A选项正确，B选项错误。由于匀加速直线xat2，代入上式得I，同理C选项正确，D选项错误。二、非选择题(共20分)112015广东高考如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L0.4 m。导轨右端接有阻值R1 的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计。导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，b、d连线与导轨垂直，长度也为L。从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁

13、场。若使棒在导轨上始终以速度v1 m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。答案(1)0.04 V(2)0.04 Nit1(1 st1.2 s)解析(1)由图(b)可知01.0 s内B的变化率0.5 T/s正方形磁场区域的面积S20.08 m2棒进入磁场前01.0 s内回路中的感应电动势E由得E0.080.5 V0.04 V。(2)当棒通过bd位置时，有效切割长度最大，感应电流最大，棒受到最大安培力FBIL棒过bd时的感应电动势EmBLv0.50.41 V0.2 V棒过bd时的电流I由得F0.04 N。棒通过a点后在三角形abd区域中的有效切割长度L与时间t的关系：L2v(t1)，棒在t1 s时到达a点，棒从a经过t0.2 s到达bd，所以t的取值范围为1 st1.2 s。电流i与时间t的关系式it1(1 st1.2 s)。