(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)加練第12章　微專題79　電磁感應(yīng)中的電路及圖像問(wèn)題 (含解析)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?微專題79　電磁感應(yīng)中的電路及圖像問(wèn)題
1．產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，電源兩端電壓為路端電壓.2.判斷圖像正誤時(shí)，注意電磁感應(yīng)發(fā)生的幾個(gè)過(guò)程和圖像的變化是否對(duì)應(yīng)，優(yōu)先使用排除法.3.有些題目需要寫(xiě)出物理量的表達(dá)式才能確定物理量之間的關(guān)系．
1.(2023·吉林白山市模擬)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.2 T、方向垂直紙面向里，金屬棒AB的長(zhǎng)度為0.3 m，與足夠長(zhǎng)導(dǎo)軌間距相同且接觸良好，電容器的電容為0.3μF，金屬棒的電阻為1 Ω，電路兩側(cè)的電阻均為4 Ω，電路中其余電阻不計(jì)，當(dāng)金屬棒以5 m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.2 V
B．通過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流為0.2 A
C．電容器兩端的電壓為0.2 V
D．電容器所帶電荷量為4×10－8 C
答案　C
解析　金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv＝0.2×0.3×5 V＝0.3 V，故A錯(cuò)誤；電路的總電阻為R＝1 Ω＋ Ω＝3 Ω，通過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流為：I＝＝ A＝0.1 A，故B錯(cuò)誤；電容器兩端的電壓為U＝E－Ir＝0.3 V－0.1×1 V＝0.2 V，故C正確；電容器所帶電荷量為Q＝CU＝0.3×10－6×0.2 C＝6×10－8 C，故D錯(cuò)誤．
2.(多選)(2023·安徽省名校聯(lián)考)如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，下端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.質(zhì)量為m、有效電阻為r的導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且以初速度v0沿導(dǎo)軌上滑，始終導(dǎo)軌接觸良好．上滑到最高點(diǎn)視為過(guò)程Ⅰ，導(dǎo)體棒從最高點(diǎn)返回到初始位置視為過(guò)程Ⅱ.導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則(　　)

A．過(guò)程Ⅰ導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于過(guò)程Ⅱ?qū)w棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
B．過(guò)程Ⅰ電阻R產(chǎn)生的熱量大于過(guò)程Ⅱ電阻R產(chǎn)生的熱量
C．過(guò)程Ⅰ重力的平均功率大于過(guò)程Ⅱ重力的平均功率
D．過(guò)程Ⅰ通過(guò)電阻R的電荷量大于過(guò)程Ⅱ通過(guò)電阻R的電荷量
答案　BC
解析　導(dǎo)體棒速度為v時(shí)，安培力F安＝ILB＝LB＝，過(guò)程Ⅰ中由牛頓第二定律得＋mgsin θ＝ma1，過(guò)程Ⅱ中由牛頓第二定律得mgsin θ－＝ma2，過(guò)程Ⅰ中的平均加速度大于過(guò)程Ⅱ中平均加速度，過(guò)程Ⅰ中和過(guò)程Ⅱ中的位移大小相等，則過(guò)程Ⅰ導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于過(guò)程Ⅱ?qū)w棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，A錯(cuò)誤；過(guò)程Ⅰ的平均速度大于過(guò)程Ⅱ的平均速度，則過(guò)程Ⅰ中克服安培力做的功大于過(guò)程Ⅱ中克服安培力做的功，過(guò)程Ⅰ電阻R產(chǎn)生的熱量大于過(guò)程Ⅱ電阻R產(chǎn)生的熱量，B正確；過(guò)程Ⅰ導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于過(guò)程Ⅱ?qū)w棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，過(guò)程Ⅰ重力做功的絕對(duì)值等于過(guò)程Ⅱ重力做功的絕對(duì)值，則過(guò)程Ⅰ重力的平均功率大于過(guò)程Ⅱ重力的平均功率，C正確；設(shè)過(guò)程Ⅰ導(dǎo)體棒沿斜面上升最大位移為x，由q＝·Δt，又q＝··Δt＝＝，由于過(guò)程Ⅰ和過(guò)程Ⅱ的位移大小相等，過(guò)程Ⅰ通過(guò)電阻R的電荷量等于過(guò)程Ⅱ通過(guò)電阻R的電荷量，D錯(cuò)誤．
3．將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中．回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示．用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是(　　)

答案　B
解析　在0～時(shí)間內(nèi)，由楞次定律可知，圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍ㄟ^(guò)ab的電流方向從b→a，由左手定則可知，ab所受的安培力F方向水平向左，F(xiàn)為負(fù)值；磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝＝·S，可知閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則感應(yīng)電流恒定不變．a(chǎn)b邊在磁場(chǎng)中所受的安培力為F＝BIL，由于勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B恒定，則0～，安培力大小恒定，方向向左(為負(fù))．同理分析可得在～T，安培力大小恒定，方向向右(為正)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．
4.(2023·山西太原市模擬)如圖，光滑絕緣水平桌面上，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域gdef內(nèi)存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，等腰直角三角形線框abc在外力的作用下從該磁場(chǎng)區(qū)的左側(cè)以平行ab的速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，ab＝bc＝L.從線框進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，下列關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像正確的是(　　)

答案　C
解析　當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍c規(guī)定的正方向相同．因?yàn)樵谶M(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中有效切割長(zhǎng)度均勻減小，則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也均勻減小，結(jié)合閉合電路歐姆定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也均勻減?。诰€框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍c規(guī)定的正方向相反，且因?yàn)殡x開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中有效切割長(zhǎng)度均勻減小，則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也均勻減小，結(jié)合閉合電路歐姆定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也均勻減小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．
5.(2023·重慶市檢測(cè))如圖所示，在光滑的水平桌面上放置有一個(gè)由同種材料制成的粗細(xì)均勻的金屬線框，總電阻為R.AC＝CD＝2a，AG＝GF＝FE＝ED＝a，各邊交界處均為直角．豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其左邊界與線框ED邊平行，其他方向上足夠?qū)挘谕饬ψ饔孟?，線框沿CD方向以速度v0勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，DE邊與磁場(chǎng)左邊界重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，A、C間電勢(shì)差UAC，EF邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是(　　)

答案　C
解析　金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流I＝，A、C間電勢(shì)差UAC＝IRAC，聯(lián)立可得：UAC＝·BLv，線框沿CD方向以速度v0勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，在0～時(shí)間內(nèi)，有效切割長(zhǎng)度L＝a，則UAC＝Bav0＝Bav0，在～時(shí)間內(nèi)，有效切割長(zhǎng)度L＝2a，則UAC＝B·2av0＝Bav0，故A、B錯(cuò)誤；線框沿CD方向以速度v0勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，在0～時(shí)間內(nèi)，有效切割長(zhǎng)度L＝a，EF邊有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)′＝v0t，則EF邊受到的安培力F安＝BIL′＝B··L′＝B··v0t＝t，在～時(shí)間內(nèi)，有效切割長(zhǎng)度L＝2a，EF邊的有效長(zhǎng)度為a，則F安＝BIL′＝B··a＝B··a＝2，故C正確，D錯(cuò)誤．
6.(2023·江蘇鹽城市模擬)如圖所示，三條水平虛線L1、L2、L3之間有寬度為L(zhǎng)的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等方向相反，正方形金屬線框abcd的質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始ab邊與邊界L1重合，對(duì)線框施加拉力F使其以加速度a由靜止勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，以順時(shí)針?lè)较螂娏鳛檎?，下列關(guān)于感應(yīng)電流i和拉力F隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是(　　)

答案　B
解析　由于線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab邊向右運(yùn)動(dòng)0～L過(guò)程中，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t1＝；0～2L的過(guò)程中，用時(shí)t2＝＝×，0～3L過(guò)程中，用時(shí)t3＝＝×.
當(dāng)ab邊向右運(yùn)動(dòng)0～L的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝BLv＝BLat，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流I1＝＝t，方向?yàn)檎较?；設(shè)線框完全進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v1，L～2L的過(guò)程中，前后兩邊都切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I2＝＋t′，根據(jù)右手定則可知電流為負(fù)方向；設(shè)線框離開(kāi)右邊磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v2，在2L～3L的過(guò)程中，只有cd邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I3＝＋t″，方向?yàn)檎较颍蔄錯(cuò)誤，B正確；設(shè)拉力為F,0～L過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得：F－F安＝ma，即F＝＋ma，L～2L過(guò)程中，拉力F′＝＋＋ma,2L～3L過(guò)程中，拉力F″＝＋＋ma，故C、D錯(cuò)誤．
7.(多選)如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限中有一等腰直角三角形OAC區(qū)域，其內(nèi)部存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的OC邊在x軸上且長(zhǎng)為L(zhǎng).邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框的一條邊也在x軸上，t＝0時(shí)刻，該線框恰好位于圖中所示位置，此后線框在外力F的作用下沿x軸正方向以恒定的速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，則線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流、穿過(guò)線框平面的磁通量Φ、通過(guò)線框橫截面的電荷量q、外力F隨時(shí)間t變化的圖像中可能正確的是(圖像中t1＝，t2＝；圖中曲線是拋物線的一部分)(　　)

答案　ABD
解析　線框前進(jìn)0～L過(guò)程中，單邊(右邊框)切割磁感線，有i＝＝，其中l(wèi)為有效切割長(zhǎng)度，l＝vt·tan 45°＝vt，則i＝，i與t成正比，故感應(yīng)電流均勻增大，電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，為正值．同理?dǎo)線框前進(jìn)L～2L過(guò)程中，也是單邊(左邊框)切割，其有效切割長(zhǎng)度一直在增大，其感應(yīng)電流反向隨時(shí)間線性增大，故A正確；當(dāng)導(dǎo)線框沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)位移L時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大，最大值為Φm＝BS＝B·＝BL2，在這之前(0～t1)，磁通量Φ關(guān)于時(shí)間的表達(dá)式為Φ＝BS＝B·＝Bv2t2，在這之后(t1～t2)，磁通量Φ關(guān)于時(shí)間的表達(dá)式為Φ＝BL2－Bv2(t－t1)2，故B正確；通過(guò)線框橫截面的電荷量q＝It＝·t＝，故通過(guò)線框橫截面的電荷量與線框的磁通量成正比關(guān)系，故C圖像不符合，故C錯(cuò)誤；由左手定則判斷可知，穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中線框受到的安培力一直向左，在0～t1內(nèi)，其大小為F＝Bil＝＝，在t1～t2內(nèi)，其大小為F＝Bil＝＝，故D正確．

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多