高考物理专项练习75电磁感应中图像问题

高考物理专项练习75

电磁感应中的图像问题1.(多选)矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示．设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，下列图中i表示线圈中感应电流的大小(规定电流沿顺时针方向为正)，F表示线框ab边所受的安培力的大小(规定ab边所受的安培力方向向左为正)，则下列图象中可能正确的是(

)

2.(多选)如图所示，一个“日”字形金属框架竖直放置，AB、CD、EF边水平且间距均为L，阻值均为R，框架其余部分电阻不计．水平虚线下方有一宽度为L的垂直纸面向里的匀强磁场．释放框架，当AB边刚进入磁场时框架恰好匀速，从AB边到达虚线至线框穿出磁场的过程中，AB两端的电势差UAB、AB边中的电流I(设从A到B为正)随位移某变化的图象正确的是(

)

3.如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上，间距为L，左端接电阻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．已知ab与导轨始终垂直且两端接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为FA，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下列图中大致正确的是(

)

4.(多选)(2022·湖南长郡中学一模)在绝缘水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l，金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连．棒ab右侧有一直

角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示．从图示位置在棒ab上加水平拉力F，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F′随时间t变化的图象可能正确的是(金属棒ab中电流方向由a到b为正)(

)

5.(多选)如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是(

)

A．导线圈中产生的是交变电流

B．在t＝2.5时导线圈产生的感应电动势为1VC．在0～2内通过导线横截面的电荷量为20C

D．在t＝1时，导线圈内电流的瞬时功率为10W6.如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流

和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)(

)

7.(多选)空间中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L.一正方形导体框abcd的边长也为L，开始正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图所示．由图示的位置开始计时，正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为i，a、b两点间的电压为Uab，感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，i、Uab随时间的变化规律的图象正确的是(

)

8.(多选)如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框，导线框右侧有两个宽度也为L的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向分别竖直向下和竖直向上．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在外力作用下，以速度v匀速进入并通过磁场区域．规定电流i沿逆时针方向时为正，磁感线竖直向下时磁通量Φ为正，安培力的合力F向左为正．则以下关于

Φ、i、F和导线框中的电功率P随时间变化的图象大致正确的是( )

9.(多选)如图所示，在水平面内有两个光滑金属“V”字形导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac固定不动，用外力F使导轨edf向右匀速运动，导轨间始终接触良好，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(

)

10.(多选)半径为r、带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够宽，如图0甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在平行金属板A、B正中间有质量未知、电荷量为q的带电液滴，液滴在0～0.1处于静止状态，已知重力加速度为g.则以下说法正确的是(

) 甲

乙A．液滴带正电

B．液滴的质量为qπr210gd C．第0.3时液滴的运动方向改变

D．第0.4时液滴距初始位置距离为0.08g(单位：米)11.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻为R的定值电阻，电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且棒两端始终与导轨接触良好，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t＝0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过定值电阻R的电荷量q随时间的平方t2变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是(

)

参

1.AC2.AC[0～L过程中，此时AB相当于内阻为R为电源，B为电源正极，电势较高，AB两端的电势差为路端电压，设为－U，此时由闭合电路欧姆定律有：I＝E32R，U＝I·12R＝E3，其中E为电源电动势，I为电路总电流；L～2L过程中，CD相当于内阻为R的电源，此时UBA＝E－IR＝13E＝U，所以UAB＝－U；2L～3L过程中，EF相当于内阻为R为电源，此时UBA＝E－IR＝13E＝U，所以UAB＝－U，则A图象符合，A项正确，B项错误；0～L过程中，因为AB边刚进入磁场时框架恰好匀速，由受力平衡可知，电流方向从A到B，此时电流I1＝E32R＝2E3R；L～2L过程中，CD相当于内阻为R的电源，电流方向从B到A，此时电流I2＝－12I1＝－E3R；2L～3L过程中，EF相当于内阻为R的电源，电流方向从B到A，此时电流I3＝－12I1＝－E3R，则C图象符合，C项正确，D项错误．]3.A4.AC5.ACD[在0～2内，磁感应强度变化率为ΔB1Δt1＝1T/，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1＝nSΔB1Δt1＝100某0.12某1V＝1V，感应电流方向为逆时针方向；在2～3内，磁感应强度变化率大小为ΔB2Δt2＝2T/，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2＝nSΔB2Δt2＝100某0.12某2V＝2V，感应电流方向为顺时针方向．导线圈中产生的感应电流为方波交变电流，选项A正确．在t＝2.5时，产生的感应电动势为E2＝2V，选项B错误．在0～2内，感应电流I＝E1R＝10A，通过导体横截面的电荷量为q＝IΔt＝20C，选项C正确．在t＝1时，导线圈内感应电流的瞬时功率P＝UI＝I2R＝102某0.1W＝10W，选项D正确．]6.A[由E＝BLv可知，导体棒由b运动到ac过程中，切割磁感线有效长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，由欧姆定律可知，感应电流I均匀增大．由右手定则可知，感应电流方向由M经R到N，

由左手定则可知，导体棒所受安培力水平向左，大小不断增大，故B、C、D项错误，A项正确．]7.AD[由楞次定律可知，导体框进入磁场时感应电流的方向为逆时针，出磁场时感应电流的方向为顺时针，由E＝BLv可知i＝ER总＝BLvR总，导体框进、出磁场时，有效切割长度均由L逐渐变为零，所以电

流也均是从大变小，A正确，B错误；刚进磁场时ab边为电源，Uab为负值，且大小为34BLv，进磁场后Uab均匀减小，cd边刚到磁场区域横截面的斜边时ab边不是电源，电流从b到a，Uab为负值，且大小为BLv4，继续运动直到导体框出磁场的过程中Uab均匀减小，C错误，D正

确．]8.BD9.AD10.ABD[根据楞次定律可知，在0～0.1内圆环中产生的感应电动势下板为正，液滴处于平衡状态时，可知液滴带正电，选项A正确；在0～0.1内圆环中产生的感应电动势E＝ΔBΔtS＝0.010.1某πr2＝0.1πr2；对液滴mg＝Edq，解得m＝qπr210gd，选项B正确；0.1～0.2时电动势的方向发生改变，则液滴向下做加速运动，0.2～0.3时电动势的方向不变，液滴继续向下加速运动，0.3～0.4时，电动势的方向发生改变，液滴向下做匀速运动，运动方向未改变，选项C错误；液滴向下加速运动的加速度为mg＋Edq＝ma，解得a＝2g,0.1～0.3内液滴向下加速运动的位移某1＝12at2＝12某2g某0.22

m＝0.04gm；在0.3时刻液滴的速度v＝at＝2g某0.2m/＝0.4gm/；0.3～0.4内液滴匀速运动，故位移为某2＝vt′＝0.4g某0.1m＝0.04gm，故第0.4时液滴距初始位置距离为0.08g(单位：米)，选项D正

确．]11.C[设金属导轨间的距离为l，金属棒沿导轨向上运动的位移为某，由题图乙可得q＝It＝Bl某R＋r＝kt2，某＝kR＋rBlt2，故金属棒做匀加速直线运动，B错误；由Φ＝Bl

某0＋12at2可知，A错

误；回路中的电流I＝BlaR＋rt，由牛顿第二定律有F－mginθ－BIl＝ma，故有F＝B2l2aR＋rt＋mginθ＋ma，C正确，D错误．]