（新課標）2020年高考物理一輪總復習 第十章 第三講 電磁感應中的電路和圖象問題練習（含解析）

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1、電磁感應中的電路和圖象問題 [A組·基礎(chǔ)題] 1. 如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導體線框abcd，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁場外，線框的ab邊平行磁場邊界MN，線框以垂直于MN的速度勻速地完全進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1，現(xiàn)將線框進入磁場的速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則有( C ) A．Q2＝Q1　q2＝q1　　　 B．Q2＝2Q1　q2＝2q1 C．Q2＝2Q1　q2＝q1 D．Q2＝4Q1　q2＝2q1 2. (2016·浙江卷)如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，

2、匝數(shù)均為10匝，邊長la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則( B ) A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應電動勢之比為9∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應電流之比為3∶4 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1 3．如圖甲所示，一閉合圓形線圈水平放置，穿過它的豎直方向的勻強磁場磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定B的方向以向上為正方向，感應電流以俯視順時針的方向為正方向，在0～4t時間內(nèi)感應電流隨時間變化的圖象正確的是( D ) 4．如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強磁場中，磁場方向垂直

3、紙面向外，當磁場變化時，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場的變化情況可能是下圖所示的哪一個( D ) 5．(多選) 如圖所示，光滑導軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強磁場垂直于導軌平面，當金屬棒ab(電阻不計)沿導軌下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時，燈泡的電功率為P，導軌和導線電阻不計．要使燈泡在金屬棒穩(wěn)定運動狀態(tài)下的電功率為2P，則下面選項中符合條件的是( AC ) A．將導軌間距變?yōu)樵瓉淼? B．換一電阻值減半的燈泡 C．換一質(zhì)量為原來倍的金屬棒 D．將磁場磁感應強度B變?yōu)樵瓉淼谋? 6．(多選)如圖甲所示，圓形的剛性金屬線圈與一平行板電容器連接，線圈內(nèi)存在垂直于線圈平

4、面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示(以圖示方向為正方向)．t＝0時刻，平行板電容器間一帶正電的粒子(重力不計)由靜止釋放，假設(shè)粒子運動過程中未碰到極板，不計線圈內(nèi)部磁場變化時對外部空間的影響，下列粒子在板間運動的速度圖象和位移圖象(以向上為正方向)中，正確的是( BC ) 7．(多選) 如圖所示，兩根電阻不計的平行光滑金屬導軌在同一水平面內(nèi)放置，左端與定值電阻R相連，導軌x>0一側(cè)存在著沿x軸方向均勻增大的磁場，磁感應強度與x的關(guān)系是B＝0.5＋0.5x(T)，在外力F作用下一阻值為r的金屬棒從A1運動到A3，此過程中電路中的電功率保持不變．A1的坐標為x1＝1

5、m，A2的坐標為x2＝2 m，A3的坐標為x3＝3 m，下列說法正確的是( BD ) A．回路中的電動勢既有感生電動勢又有動生電動勢 B．在A1與A3處的速度之比為2∶1 C．A1到A2與A2到A3的過程中通過導體橫截面的電荷量之比為3∶4 D．A1到A2與A2到A3的過程中產(chǎn)生的焦耳熱之比為5∶7 [B組·能力題] 8．(多選) (2016·四川卷)如圖所示，電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速

6、度v的關(guān)系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好．金屬棒中感應電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應電流的功率為P，它們隨時間t變化圖象可能正確的有( BC ) 9．某興趣小組用電流傳感器測量某磁場的磁感應強度．實驗裝置如圖甲，不計電阻的足夠長光滑金屬導軌豎直放置在勻強磁場中，導軌間距為d，其平面與磁場方向垂直．電流傳感器與阻值為R的電阻串聯(lián)接在導軌上端．質(zhì)量為m、有效阻值為r的導體棒AB由靜止釋放沿導軌下滑，該過程中電流傳感器測得電流隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，電流最大值為Im.棒下滑過程中與導軌保持垂直且良好接觸，不計電流傳感器內(nèi)

7、阻及空氣阻力，重力加速度為g. (1)求該磁場磁感應強度的大小； (2)求在t1時刻棒AB的速度大小； (3)在0～t1時間內(nèi)棒AB下降了h，求此過程電阻R產(chǎn)生的電熱． 解析：(1)電流為Im時棒做勻速運動， 對棒：F安＝BImd F安＝mg 解得B＝. (2)t1時刻，對回路有： E＝Bdv Im＝ 解得v＝. (3)電路中產(chǎn)生的總電熱：Q＝mgh－mv2， 電阻R上產(chǎn)生的電熱：QR＝Q 解得QR＝－. 答案：(1)　(2) (3)－ 10．在同一水平面上的光滑平行導軌P、Q相距l(xiāng)＝1 m，導軌左端接有如圖所示的電路．其中水平放置的平行板電容器兩極板M、

8、N相距d＝10 mm，定值電阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金屬棒ab的電阻r＝2 Ω，其他電阻不計．磁感應強度B＝0.5 T的勻強磁場豎直穿過導軌平面，當金屬棒ab沿導軌向右勻速運動時，懸浮于電容器兩極板之間的質(zhì)量為m＝1×10－14 kg、電荷量為q＝－1×10－14 C的微粒恰好靜止不動．取g＝10 m/s2，在整個運動過程中金屬棒與導軌接觸良好，且速度保持恒定．試求： (1)勻強磁場的方向； (2)ab兩端的電壓； (3)金屬棒ab運動的速度大?。? 解析：(1)負電荷受到重力和電場力的作用處于靜止狀態(tài)，因為重力豎直向下，所以電場力豎直向上，故M板帶正電．a(chǎn)b棒向右做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢，ab棒等效于電源，感應電流方向由b→a，其a端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場方向豎直向下． (2)微粒受到重力和電場力的作用處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有mg＝Eq 又E＝ 所以UMN＝＝0.1 V R3兩端電壓與電容器兩端電壓相等，由歐姆定律得通過R3的電流為I＝＝0.05 A 則ab棒兩端的電壓為Uab＝UMN＋I＝0.4 V. (3)由法拉第電磁感應定律得感應電動勢E＝Blv 由閉合電路歐姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V 聯(lián)立解得v＝1 m/s. 答案：(1)豎直向下　(2)0.4 V　(3)1 m/s 6