高中物理二轮复习热点题型专练专题9.3电磁感应中的电路和图像问题9
高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案
高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案1．如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈cd中产生的感应电流i cd与时间t的关系图线，正确的是()答案：D解析：由图乙可知，在t＝0时刻，图线的斜率最大，即ab线圈中的电流变化最快，电流产生的磁场变化最快，cd线圈中的磁通量变化最快，所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大；t＝T4时，图线的斜率为零，即ab线圈中的电流变化为零，电流产生的磁场变化为零，cd线圈中的磁通量变化为零，所以此时在cd线圈中无感应电流；t＝T4之后，感应电流改变方向；T2到T时间内c、d线圈产生的感应电流为零，由上述分析可知，D正确．2．(多选)如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C＝60 μF，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，下列说法不正确的是()A.电容器下极板电势高于上极板B ．线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC ．电容器两极板间电压为2.0 VD ．电容器所带电荷量为120 C答案：ABD解析：根据楞次定律可以判断出感应电流方向为逆时针方向，所以电容器下极板电势低于上极板，A 错误；线圈中磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝6－22Wb/s ＝2 Wb/s ，B 错误；根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔΦΔt＝2.0 V ，C 正确；电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝60×10－6×2.0 C ＝1.2×10－4 C ，D 错误．3．[2024·黑龙江省哈尔滨市重点三校期末联考]如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L .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．现用水平外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点．规定：电流沿逆时针方向时电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正，水平外力F 向右为正．则下列关于线框中的感应电动势E 、所受外力F 、消耗的电功率P 和通过线框的磁通量Φ随时间变化的图像正确的是( )答案：B解析：进入磁场时磁通量随时间变化为ΔΦ＝BL v t，完全进入左边磁场后再运动0.5L时磁通量减为零，再运动0.5L磁通量变为反向的BL2，因此中间图像斜率是两端的2倍，D错误；进入磁场时感应电动势E1＝BL v，而运动到两磁场交接处时感应电动势E2＝2BL v，A 错误；根据F＝BIL运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍，电流为刚进入磁场时的2倍，并且在两个磁场交接处时，左右两边都受到向左的安培力，因此在中间时，安培力是在两端时的4倍，根据P＝F v，则在中间安培力的功率也是两端的4倍，C错误，B正确．4.如图所示，宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域，规定逆时针方向为感应电流的正方向，由圆形导线环刚进入磁场开始计时，则关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系，下列图像中可能的是()答案：A解析：由楞次定律易知，圆形导线环进入磁场时，电流方向为逆时针，即正方向，圆形导线环全进入磁场时，电流为零，圆形导线环离开磁场时，电流方向为顺时针，即负方向，选项D错误；设经过时间t圆形导线环的位置如图所示，圆形导线环运动速度大小为v，半径为R，电阻为r，此时圆形导线切割磁场的有效长度为L＝2R2－（R－v t）2，产生的感应电动势e＝BL v，电流大小为i＝er，联立三式变化可得i2（2B v Rr）2＋（t－R v）2（R v）2＝1.可见，圆形导线环匀速进入磁场时的i t图像是椭圆的一部分，同样，圆形导线匀速离开磁场时的i t图像也是椭圆的一部分，选项A正确，B、C错误．5.如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()答案：B解析：闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后减小，根据楞次定律和安培定则，感应电流先逆时针后顺时针，即先正后负，A、D错误；导线框切割的有效长度是先增加后减小，由E＝BL v，感应电动势的大小是先增加后减小，所以感应电流先增加后减小，B正确，C错误．6.(多选)如图所示，在竖直平面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间存在磁感应强度大小相等且方向均垂直纸面向里的匀强磁场．现有一矩形金属线圈abcd，ad边长为3L.t＝0时刻将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放，cd边经过磁场边界线L3时开始做匀速直线运动，cd边经过磁场边界线L2、L3、L4时对应的时刻分别为t 1、t 2、t 3，整个运动过程线圈平面始终处于竖直平面内．在0～t 3时间内，线圈的速度v 、通过线圈横截面的电量q 、通过线圈的电流i 和线圈产生的热量Q 随时间t 变化的关系图像可能正确的是( )答案：BD解析：线圈cd 边在L 1、L 2之间的磁场切割磁感线，则有E ＝BL v ，I ＝E R，F 安＝BIL ，解得F 安＝B 2L 2v R ，根据牛顿第二定律a ＝mg －F 安m可知随着速度的增加，安培力也逐渐增大，加速度逐渐减小，根据题意，cd 边经过磁场边界线L 3时开始做匀速直线运动，说明从0时刻到t 1的过程，线圈做加速度减小的加速运动，从t 1到t 2的过程，线圈做加速度为g 的匀加速直线运动，从t 2到t 3的过程，线圈做匀速直线运动，根据v t 图像的切线斜率表示加速度，A 错误；从0时刻到t 1的过程，线圈做加速度减小的加速运动，线圈中的电流逐渐增大，从t 1到t 2的过程，线圈做加速度为g 的匀加速直线运动，但此过程线圈没有切割磁感线，感应电流为零，从t 2到t 3的过程，线圈做匀速直线运动，线圈中的电流保持不变，根据q t 图像的切线斜率表示电流，B 正确，C 错误；从0时刻到t 1的过程，线圈中的电流逐渐增大，从t 1到t 2的过程，线圈中的电流为零，从t 2到t 3的过程，线圈中的电流保持不变，根据Q ＝I 2Rt 可知Q t 图像的切线斜率表示电流的平方，D 正确．7．如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OA＝l0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN水平向右匀速运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图像正确的是()答案：C8．[2024·山东省青岛市模拟]如图所示，MN和PQ是竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨足够长且电阻不计，MP间接有一定值电阻R，电阻为r的金属杆cd保持与导轨垂直且接触良好．杆cd由静止开始下落并开始计时，杆cd两端的电压U、杆cd所受安培力的大小F随时间t变化的图像，合理的是()答案：A解析：设杆长为L，杆下落过程中速度增大，切割磁感线产生的感应电流增大，杆所受安培力的大小为F＝BIL＝B2L2v，根据牛顿第二定律有mg－F＝ma，杆下落过程中先做加R＋r速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度保持不变，所以安培力随速度先增大，后不变，其大小为mg，B错误，A正确；导体杆两端的电压为U＝IR＝BLR v，速度先增大，后不R＋r变，所以U先增大，后不变，且U增大的越来越慢，即图线的斜率减小，C、D错误．9．[2024·辽宁省十校联合体调研]如图所示，xOy平面的第一、三象限内充满垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L 的正方形金属框始终在O 点的顶点环绕，在xOy 平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t ＝0时刻，金属框开始进入第一象限，已知匀强磁场的磁感应强度为B ，金属框的总电阻为R ，规定顺时针方向为电流的正方向，不考虑自感影响，关于金属框中感应电流i 随时间t 变化的图像正确的是( )答案：A解析：如图所示，在t ＝0到t ＝π2ω的过程中，即金属框顺时针转过90°的过程中，金属框切割磁感线的有效切割长度先变大后变小，根据转动切割感应电动势的计算公式E ＝12Bω2l 可知E 先增大后减小，感应电流先增加后减小，根据楞次定律可知，电流方向为顺时针方向，即正方向；在t ＝0到t ＝π4ω的过程中，由圆周运动公式可知θ＝ωt ，根据几何关系和三角形的面积公式可得S ＝L ·L tan θ2 ，则穿过线圈的磁通量为Φ＝12BL 2tan ωt ，对上述的表达式由数学知识得ΔE Δt ＝BL 2ω2·tan ωt cos 2ωt ，由此可知，在t ＝0到t ＝π4ω的过程中，E 的变化率一直增大，感应电流的变化率一直增加；同理可得在t＝π4ω到t＝π2ω的过程中，E的变化率一直减小，感应电流的变化率一直减小，A正确，B、C、D错误．。
高三物理二轮复习常考模型微专题复习-电磁感应中的图像问题专题
电磁感应中的图像问题专题一、单选题1.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；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v−t 图象中，能正确描述上述过程的是()A. B. C.D.2.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图中给出的线框E、F两端的电压U EF与线框移动距离x的关系的图象正确的是()A. B. C.D.3.如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向，规定竖直向上为磁场的正方向。
图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图象，则磁场B随时间t变化的图象可能是图中的()A. B.C. D.4.将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM=ON=R，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B.从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿ONM方向的电流为正，则导线框中的电流i随时间t的变化规律正确的是()A. B.C. D.5.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，直角边长为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．一边长为L、总电阻为R的正方形闭合导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v垂直磁场匀速穿过磁场区域．取电流沿abcd的方向为正，则下图中表示线框中感应电流i随bc边位置坐标x变化的图象正确的是A. B.C. D.6.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像不可能是下图中的()A. B.C. D.7.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流I随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是()A. B.C. D.8.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t=0时刻恰好位于如图所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流−位移(I−x)关系的是()A. B.C. D.二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.如图所示，在光滑绝缘水平面上有一边长为a的单匝正方形金属线框，线框以大小为v0的初速度进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下、宽度为3a的匀强磁场，到达位置3时速度恰好为0。
最新高三物理二轮复习强基础专题九：电磁感应中的综合运用问题
最新高三物理二轮复习强基础专题九：电磁感应中的综合运用问题一、单选题1.有一种信号发生器的工作原理可简化为如图所示的情形，竖直面内有半径均为R且相切于O点的两圆形区域，其内存在水平恒定的匀强磁场，长为2R的导体杆OA，以角速度ω绕过O点的固定轴，在竖直平面内顺时针匀速旋转，t＝0时，OA恰好位于两圆的公切线上，下列描述导体杆两端电势差UAO随时间变化的图象可能正确的是()2.如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向．则()A． 0～5 s内i的最大值为0.1 AB．第4 s末i的方向为正方向C．第3 s内线圈的发热功率最大D． 3～5 s内线圈有扩张的趋势3.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1＝B，B2＝2B。
一个竖直放置的边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v/2，则下列结论中正确的是（）A．此过程中通过线框截面的电量为B．此过程中回路产生的电能为0.5mv2C．此时线框的加速度为D．此时线框中的电功率为4.如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。
在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。
则下列说法正确的是（）A．线框的加速度大小为B．线框受到的水平外力的大小C． 0～t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1D． 0～t3间内水平外力所做的功大于5.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A． 0 B．r2qk C．2πr2qk D．πr2qk6.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m，电阻也为R的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在的平面与磁感应强度为B的磁场垂直，如图所示，除金属棒和电阻R外，其余电阻不计，现将金属棒从弹簧的原长位置由静止释放，则下列结论错误的是（）A．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→aB．最终弹簧的弹力与金属棒的重力平衡C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为D．金属棒的速度为v时，金属棒两端的电势差为7.如图，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。
(新课标)2020高考物理二轮复习专题强化训练9电磁感应问题(含解析)
专题强化训练(九)一、选择题(共10个小题，1～6为单选，其余为多选，每题5分共50分)1．如图所示，有一边长为L 的正方形线框abcd ，由距匀强磁场上边界H 处静止释放，其下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动．匀强磁场区域宽度也为L.ab 边开始进入磁场时记为t 1，cd 边出磁场时记为t 2，忽略空气阻力，从线框开始下落到cd 边刚出磁场的过程中，线框的速度大小v 、加速度大小a 、ab 两点的电压大小U ab 、线框中产生的焦耳热Q 随时间t 的变化图象可能正确的是( )答案 C解析 线圈在磁场上方H 开始下落到下边进入磁场过程中线圈做匀加速运动；因线圈下边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动，可知线圈直到cd 边出磁场时也做匀速运动，A 、B 两项错误；线圈ab 边进入磁场的过程，E ＝BLv ，则U ab ＝34BLv ；ab 边出离磁场的过程，E ＝BLv ，则U ab ＝14BLv ；线圈进入磁场和出离磁场过程中电动势相同，均为E ＝BLv ，时间相同，则由功率公式可知，产生的热量相同，故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．故选C 项．2.如图所示，内环半径为L 3，外环半径为L 的半圆环形闭合线圈ABCD ，该导体线圈电阻为R ，现在环形区域内加一个垂直纸面向里，磁感应强度从零开始均匀增大的匀强磁场，当磁感应强度增大到B 时保持不变，此过程中通过线圈截面的电量为q 1；然后让线圈以O 点为圆心匀速转动半周，该过程中通过线圈截面的电量为q 2.则q 1：q 2为()A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶3D ．3∶2答案 A解析 由公式q ＝n ΔΦR 总知：q 1＝S·（B －0）R 总＝BS R 总， 第二个过程中的电荷量为：q 2＝B （S －0）R 总＝BS R 总， 所以q 1∶q 2＝1∶1，故A 项正确，B 、C 、D 三项错误．故选A 项．3.如图所示，足够长的平行导轨水平放置，导轨间距为L ，质量均为m ，电阻均为R 的金属棒ab ，cd 放在导轨上并与导轨垂直，金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直导轨平面向下，用水平向右、大小等于32μmg(g 为重力加速度)的恒力F 向右拉金属棒cd ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，下列说法正确的是( )A ．恒力F 作用瞬间，金属棒cd 的加速度大小等于0B ．恒力F 作用足够长时间后，金属棒ab 会向右运动C ．金属棒cd 运动的最大速度大小为μmgR B 2L2 D ．金属棒cd 的速度会不断增大答案 C解析 恒力F 作用瞬间，金属棒cd 的加速度大小为a ＝32μmg－μmg m ＝12μg ，故A 项错误；当cd 棒的加速度为零时速度最大．设cd 加速度为零时所受的安培力为F 安，根据平衡条件有32μmg ＝F 安＋μmg，则得F 安＝12μmg ，对ab 棒，因F 安<f m ＝μmg，所以金属棒ab 不可能运动，故B 项错误；金属棒cd 先做加速运动，当金属棒cd 达到最大速度后匀速运动，由F安＝BIL ＝B BLv 2R L ＝B 2L 2v 2R ，结合F 安＝12μmg ，可得，金属棒cd 运动的最大速度大小为v ＝μmgR B 2L2，故C 项正确，D 项错误．故选C 项．4．等离子体由左方连续以速度v 0射入P 1和P 2两板间的匀强磁场中，偏转后会打到P 1、P 2板上，ab 直导线通过滑动变阻器与P 1、P 2相连接，线圈A 通过滑动变阻器与直导线cd 连接，如图甲所示．线圈A 内有图乙所示的变化磁场，且规定磁场B 的正方向向右，则下列叙述正确的是( )A ．0～1 s 内，通过两直导线的电流均向下B ．1～2 s 内，ab 、cd 导线互相吸引C ．2～3 s 内，ab 、cd 导线互相排斥D ．3～4 s 内，ab 、cd 导线互相吸引答案 D解析 由左侧电路可以判断ab 中电流方向由a 到b ，由右侧电路及图乙判断，根据楞次定律0～1 s 内cd 中电流为由d 到c ，ab 中电流向下，通过两导线的电流方向相反，故A 项错误；由左侧电路可以判断ab 中电流方向由a 到b ，1～2 s 时间内右侧线圈中磁场向右且增强，根据楞次定律知cd 中电流为由d 到c ，ab 、cd 电流方向相反，ab 、cd 导线互相排斥，故B 项错误；2～3 s 时间内由楞次定律得cd 中电流由c 到d ，跟ab 中电流同向，因此ab 、cd 相互吸引，故C 项错误；3～4 s 时间内由楞次定律得cd 中电流由c 到d ，跟ab 中电流同向，因此ab 、cd 导线互相吸引，故D 项正确．故选D 项．5.如图所示，两条相距L 的足够长的平行光滑导轨放置在倾角为θ＝30°的斜面上，阻值为R 的电阻与导轨相连，质量为m 的导体棒MN 垂直于导轨放置．整个装置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B.轻绳一端与导体棒相连，另一端跨过定滑轮与一个质量为m 的物块相连，且滑轮与杆之间的轻绳与斜面保持平行，物块距离地面足够高，导轨、导体棒电阻不计，轻绳与滑轮之间的摩擦力不计，则将物块从静止释放，下面说法正确的是(重力加速度为g)( )A ．导体棒M 端电势高于N 端电势B ．导体棒的加速度可能大于14gC ．导体棒的速度不会大于mgR 2B 2L2 D ．通过导体棒的电荷量与金属棒运动时间的平方成正比答案 C解析 根据右手定则可知导体棒中电流由M 到N ，导体棒M 端电势低于N 端电势，故A 项错误；设导体棒的上升速度为v ，可知导体棒所受安培力为：F 安＝BIL ＝B·BLv R L ＝B 2L 2v R，根据牛顿第二定律可得：mg －mgsin30°－B 2L 2v R＝2ma ，当导体棒的上升速度为零时，导体棒的加速度最大，最大加速度为：a m ＝14g ；当导体棒的上升加速度为零时，导体棒的速度最大，最大速度为：v m ＝mgR 2B 2L 2，故B 项错误，C 项正确；通过导体棒的电荷量为：q ＝ΔΦR ＝Blx R，由于导体棒先做加速度减小的加速度运动，后做匀速运动，所以导体棒运动的位移与金属棒运动时间的平方不成正比，故D 项错误．故选C 项．6．如图甲所示，梯形硬导线框abcd 固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的关系，t ＝0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0～5t 0时间内，设垂直ab 边向上为安培力的正方向，线框ab 边受到该磁场对它的安培力F 随时间t 变化的关系图为( )答案 D解析 0～2t 0，感应电动势为：E 1＝S ΔB Δt ＝S B 0t 0，为定值， 3t 0～5t 0，感应电动势为：E 2＝S ΔB Δt ＝S B 0t 0，也为定值， 因此感应电流也为定值，那么安培力F ＝BIL∝B由于0～t 0，B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab 边受到安培力方向向上，即为正； 同理，t 0～2t 0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t 0～3t 0，没有安培力；在3t 0～4t 0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t 0～5t 0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D 项正确，A 、B 、C 三项错误．故选D 项．7.如图所示，电阻R 、电容器C 与固定在同一水平面上的光滑平行导轨相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场．一导体棒垂直放在导轨上且与导轨接触良好，导体棒与导轨电阻不计．现让导体棒获得一初速度v 0从位置A 向右滑动并经过B 、C 两位置，在导体棒向右滑动的过程中，下列说法正确的是( )A ．R 中的电流从a 到bB ．导体棒向右做匀速滑动C ．电容器的带电量逐渐变小D ．在BC 段滑动时导体棒动能的减少量等于电阻R 上产生的热量答案 AC解析 根据右手定则可判定回路中的电流沿逆时针方向，过电阻R 的电流从a 到b ，故A 项正确；根据左手定则可判断，导体棒受到向左的安培力作用做减速运动，所以电动势不断变小，电容器两端电压不断变小，根据C ＝Q U得：Q ＝CU ，故电容器电荷量逐渐变小，故B 项错误，C 项正确；根据能量守恒可知，在BC 段滑动时导体棒动能的减少量等于电阻R 上产生的热量以及电容器储存的电能之和，故D 项错误．故选A 、C 两项．8．如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，其下方有一宽度为s ，磁感应强度为B 的匀强磁场区域，磁场方向与线框平面垂直，MN 和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界．现使线框从MN 上方由静止开始下落，下落过程中bc 边始终水平．如图乙是线框开始下落到完全穿过磁场区域的v －t 图象(其中OA 、BC 、DE 相互平行)．已知金属线框边长为L(L<s)、质量为m 、电阻为R ，当地的重力加速度为g ，v －t 图象中v 1、v 2、t 1、t 2、t 3、t 4均为已知量．空气阻力不计，则下列说法中正确的是( )A ．t 2是线框全部进入磁场瞬间，t 4是线框全部离开磁场瞬间B ．v 1的大小可能为mgR B 2L2 C ．从bc 边进入磁场到ad 边离开磁场过程，感应电流所做的功为2mgsD ．线框离开磁场过程中通过线框横截面的电荷量比进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量多答案 AB解析 0～t 1时间内做自由落体运动，可知从t 1时刻进入磁场，开始做加速度减小的减速运动，t 2时刻又做匀加速运动，且与自由落体运动的加速度相同，可知线框全部进入磁场，即t 2是线框全部进入磁场瞬间，t 3时刻开始做变减速运动，t 4时刻，又做加速度为g 的匀加速运动，可知t 4是线框全部离开磁场瞬间，故A 项正确；线框全部进入磁场前的瞬间，可能重力和安培力平衡，有：mg ＝B 2L 2v 1R ，解得：v 1＝mgR B 2L 2，故B 项正确；从bc 边进入磁场起一直到ad 边离开磁场为止，根据动能定理得：mg(s ＋L)－W ＝12mv 12－12mv 22，线框出磁场时，设克服安培力做功为W ′，根据动能定理得：mgL －W ′＝12mv 12－12mv 22，解得：W ＝mgs ＋W ′，W ′≠mgs ，则W≠2mgs，故C 项错误；根据q ＝ΔΦR知，线框进入磁场和出磁场的过程中，磁通量的变化量相同，则通过的电荷量相同，故D 项错误，故选A 、B 两项．9.如图，等边三角形OPQ 区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．用粗细均匀的导线绕制的等边三角形导线框abc 位于纸面内，其bc 边与磁场边界PQ 平行，d 、e 分别为ab 、ac 的中点．导线框沿垂直于bc 的方向向上匀速穿过磁场区域，依次经过图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置．已知三角形OPQ 的边长是三角形abc 的32倍，Ⅰ位置时a 点与O 点重合，Ⅱ位置时d 点、e 点分别在OP 、OQ 上，Ⅲ位置时d 点、e 点在PQ 上．则( )A ．经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时，线框中的感应电流方向相同B ．经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时，线框中的感应电流大小相等C ．经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时，线框上de 两点间的电压之比为2∶1D ．从Ⅰ位置到Ⅱ位置和从Ⅱ位置到Ⅲ位置的两个过程中，穿过线框横截面的电荷量之比为2∶1答案 BCD解析 由题意可知，线框在Ⅱ位置运动过程穿过线框的磁通量增加，线框在位置Ⅲ运动时穿过线框的磁通量减少，由楞次定律可知，两位置感应电流方向相反，故A 项错误；由图示可知，线框经过Ⅱ位置和经过Ⅲ位置时，线框切割磁感线的有效长度L 相等，由E ＝BLv 可知，线框产生的感应电动势相等，由欧姆定律可知，线框中的感应电流大小相等，故B 项正确；线框在Ⅱ位置时，dae 相当于电源，线框在Ⅲ位置时dbce 相当于电源，在两位置线框电流I 相等，dbce 部分的电阻是dae 部分电阻的两倍，即：R dbce ＝2R dae ，U de Ⅱ＝IR dbce ，U de Ⅲ＝IR dae ，则：U de Ⅱ＝2U de Ⅲ，故C 项正确；通过线框导线横截面的电荷量为：q＝IΔt＝ERΔt＝ΔΦΔtRΔt＝ΔΦR＝BΔSR，设三角形abc 的面积为4S，由图示可知，线框从Ⅰ位置到Ⅱ位置过程：ΔS1＝2S，线框从Ⅱ位置到Ⅲ位置过程：ΔS2＝3S－2S＝S，则从Ⅰ位置到Ⅱ位置和从Ⅱ位置到Ⅲ位置的两个过程中，穿过线框横截面的电荷量之比：q1q2＝ΔS1ΔS2＝2SS＝21，故D项正确．故选B、C、D三项．10．如图所示，间距为d的平行导轨A2A3、C2C3所在平面与水平面的夹角θ＝30°，其下端连接阻值为R的电阻，处于磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，水平台面所在区域无磁场．长为d，质量为m的导体棒甲静止在光滑水平台面ACC1A1上，在大小为mg(g为重力加速度大小)，方向水平向左的恒力作用下做匀加速运动，经时间t后导体棒甲恰好运动至左边缘A1C1，此时撤去恒力，导体棒甲从左边缘A1C1飞出台面，并恰好沿A2A3方向落到A2C2处，与放置在此处的导体棒乙(与导体棒甲完全相同)碰撞后粘在一起然后沿导轨下滑距离x后开始做匀速运动．两导体棒粘连后在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R外，其他电阻不计，一切摩擦不计，下列判断正确的是( )A．导体棒甲到达A1C1处时的速度大小为gtB．A2C2与台面ACC1A1间的高度差为16gt2C．两导体棒在导轨上做匀速运动的速度大小为mgR2B2d2D．两导体棒在导轨上变速滑行的过程中电阻R上产生的焦耳热为13mg2t2＋mgx－m3g2R2B4d4答案ABD解析导体棒在台面上做匀加速直线运动，速度：v0＝at，由牛顿第二定律得：mg＝ma，解得：v0＝gt，故A项正确；导体棒离开台面后做平抛运动，竖直方向：v y＝v0tanθ，v y2＝2gh，解得：h＝16gt2，故B项正确；导体棒在导轨上做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：2mgsin θ＝BId ，电流：I ＝E R ＝Bdv R ，解得：v ＝mgR B 2d2，故C 项错误；甲与乙碰撞前的速度为：v 甲＝v 0cos θ＝23gt.甲、乙两棒碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律可得：mv 甲＝2mv 共，解得：v 共＝13gt.根据动能定理可得：2mgsin θ·x －W A ＝12·2mv 2－12·2mv 共2，解得：W A ＝13mg 2t 2＋mgx －m 3g 2R 2B 4d 4，根据功能关系可得电阻R 上产生的焦耳热为13mg 2t 2＋mgx －m 3g 2R2B 4d4，故D 项正确．故选A 、B 、D 三项． 二、计算题(共4个小题，11题10分，12题12分，13题14分，14题14分，共50分)11．如图甲所示，相距为d 的足够长光滑的U 型金属框架NMPQ 固定在水平桌面上，框架所在的空间内存在方向竖直向下的匀强磁场．一根长为d 的金属棒ab 放置在框架上，其质量为m ，电阻为r ，该棒通过一根绕过右侧定滑轮的绝缘轻绳和一物块相连，物块质量为3m.已知重力加速度为g ，导体棒与金属框间接触电阻及金属框架的电阻不计．则：(1)若所加磁场为磁感应强度为B 的匀强磁场，求导体棒运动的最大速度；(2)若所加磁场为随时间变化的匀强磁场，导体棒运动的v －t 图象如图乙所示，t ＝0时刻，导体棒ab 与PM 距离为l ，磁感应强度为B 0，求t 时刻磁场的磁感应强度．答案 (1)3mgr B 2d 2 (2)8B 0l 8l ＋3gt2 解析 (1)对导体棒ab ，有：E m ＝Bdv m此时流过导体棒的电流为：I ＝E m r ＝Bdv m r， 根据平衡条件可得：BId ＝3mg ，解得：v m ＝3mgr B 2d2； (2)对于导体棒ab 根据牛顿第二定律可得：3mg －F A ＝4ma ，t ＝0时F A ＝0，则加速度为：a ＝34g ，导体棒做匀加速直线运动，则有：I ＝0，t 时刻的位移为：x ＝12at 2＝38gt 2， 由于感应电流为零，则磁通量变化为零，有：B 0ld ＝B(l ＋x)d ，解得：B ＝8B 0l 8l ＋3gt2. 12.如图所示，在匀强磁场中倾斜放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨，金属导轨与水平面成θ＝37°角，平行导轨间距L ＝1.0 m ．匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B ＝1.0 T ．两根金属杆ab 和cd 可以在导轨上无摩擦地滑动．两金属杆的质量均为m ＝0.20 kg ，ab 杆的电阻为R 1＝1.0 Ω，cd 杆的电阻为R 2＝2.0 Ω.若用与导轨平行的拉力F 作用在金属杆ab 上，使ab 杆匀速上滑并使cd 杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好．取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)ab 杆上滑的速度v 的大小；(2)ab 杆两端的电势差U ab ；(3)0.5 s 的时间内通过cd 杆的电量q.答案 (1)3.6 m/s (2)2.4 V (3)0.60 C解析 (1)以cd 杆为研究对象，根据共点力的平衡条件可得：BIL ＝mgsin37°，解得：I ＝mgsin37°BL ＝0.2×10×0.61×1A ＝1.2 A ， 根据闭合电路的欧姆定律可得：ab 杆产生的感应电动势E ＝I(R 1＋R 2)＝1.2×3 V ＝3.6 V ，根据法拉第电磁感应定律可得：E ＝BLv ，解得：v ＝3.6 m/s.(2)ab 杆两端的电势差是路端电压，根据欧姆定律可得：U ＝IR 2＝1.2×2 V ＝2.4 V ， 根据右手定则可知a 点电势比b 点的高，故有：U ab ＝2.4 V.(3)由于杆匀速运动，所以通过杆的电流为一个定值，根据电荷量的计算公式可得： q ＝It ＝1.2×0.5 C ＝0.60 C.13．如图的水平光滑金属导轨在同一水平面上，间距分别为L 和L3，间距为L 的导轨有一小段左右断开，为使导轨上的金属棒能匀速通过断开处，在此处铺放了与导轨相平的光滑绝缘材料(图中的虚线框处)．质量为m ，电阻为R 1的均匀金属棒ab 垂直于导轨放置在靠近断开处的左侧，另一质量也为m ，电阻为R 2的均匀金属棒cd 垂直于导轨放置在间距为L3的导轨左端．导轨MN 和PQ 、M ′N ′和P ′Q ′都足够长，所有导轨的电阻都不计．电源电动势为E ，内阻不计．整个装置所在空间有竖直方向的，磁感应强度为B 的匀强磁场．闭合开关S ，导体棒ab 迅即获得水平向右的速度v 0并保持该速度到达断开处右侧的导轨上．求：(1)空间匀强磁场的方向； (2)通过电源E 某截面的电荷量；(3)从导体棒ab 滑上导轨MN 和PQ 起至开始匀速运动止，这一过程中棒ab 和棒cd 组成的系统损失的机械能．答案 (1)竖直向下 (2)mv 0BL (3)920mv 02解析 (1)闭合开关S ，电流由b 到a ，导体棒ab 受到的安培力向右，由左手定则可知磁场的方向竖直向下．(2)对ab 棒，设受安培力的时间为Δt ，这段时间内的平均电流为I ，平均安培力为F ，通过导体棒(也就是电源)某截面的电荷量为q.由动量定理得： F Δt ＝mv 0－0， 且F ＝BIL ，q ＝I Δt ， 联立得：q ＝mv 0BL.(3)ab 滑上MN 和PQ 时的速度仍为v 0，安培力使ab 减速，使cd 加速，直至电路中电流为0(即总感应电动势为0)而各自做匀速运动，设ab 和cd 匀速运动的速度分别为v 1和v 2.经历的时间为t ，这一过程回路中的平均电流为I ′. 由动量定理得：对ab 棒：－BI ′Lt ＝mv 1－mv 0； 对cd 棒：BI ′·L3t ＝mv 2－0；稳定时有：BLv 1＝B L3v 2，解得：v 1＝v 010，v 2＝3v 010.棒ab 和棒cd 组成的系统损失的机械能为： ΔE ＝12mv 02－⎝ ⎛⎭⎪⎫12mv 12＋12mv 22，解得：ΔE ＝920mv 02.14．如图所示，光滑平行长直导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L ，垂直于导轨的虚线MN 左侧、虚线PQ 右侧均有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B.MN 、PQ 间有垂直于导轨放置的长度均为l 的直导体棒a 、b ，质量分别为m 、2m ，电阻分别为2R 、R ，两导体棒间夹有压缩了的弹簧，弹簧与导体棒不拴接，弹簧处于锁定状态．若固定导体棒a 解除弹簧锁定，导体棒b 被弹开后以一定的速度进入磁场(b 进入磁场前，弹簧已恢复原长)，从b 进入磁场到b 最终停止的过程中，导体棒b 中产生的焦耳热为Q.导轨的电阻不计，求：(1)弹簧被锁定时具有的弹性势能；(2)导体棒b 进入磁场时的速度大小及在磁场中滑行的距离；(3)若导体棒a 不固定解除弹簧的锁定后，两导体棒恰好能同时进入磁场，则两导体棒刚进入磁场时的速度分别为多大？当导体棒a 的速度为进磁场时速度的一半时，回路中的电功率多大？答案 (1)3Q (2)3Q m 6RB 2L23mQ (3)2QmQ m 3B 2L 2Q 4mR解析 (1)导体棒b 中产生的焦耳热为Q ，则整个电路产生的焦耳热为：Q 总＝QR ×3R ＝3Q ，根据功能关系可得弹簧被锁定时具有的弹性势能为：E p ＝3Q.(2)导体棒b 进入磁场时的速度大小为v ，则有：E p ＝12×2mv 2，解得：v ＝3Q m； 根据动量定理可得：－BILt ＝0－2mv ，其中I ＝BL v－3R则有：B 2L 2v －t 3R＝2mv ，解得在磁场中滑行的距离为：x ＝v －t ＝6R B 2L23mQ.(3)若导体棒a 不固定解除弹簧的锁定后，两导体棒刚进入磁场时的速度分别为v a 、v b ， 根据动量守恒定律可得：mv a ＝2mv b ， 根据功能关系可得：E p ＝12mv a 2＋12×2mv b 2，联立解得：v a ＝2Qm，v b ＝Q m， 当导体棒a 的速度为进磁场时速度的一半时，即为：v ′a ＝Q m， 由于水平方向合动量为零，则b 的速度为：v ′b ＝12Q m ， 此时回路中的感应电动势为：E ＝BL(v ′a ＋v ′b )＝32BLQ m. 回路中的电功率为：P ＝E 23R ＝3B 2L 2Q4mR .。
高考物理二轮复习 第9讲 电磁感应(含高考真题)权威课件
L sin θ
)，电路中的电流
i＝RE＝1＋Bsivn1 θ
，即
i 与 t 无关，
A 正确．
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第9讲 电磁感应
高
考 真
【考题定位】
题
►难度等级：中等
聚
►出题角度：本题考查了电磁感应的电路问题，考查
焦 了考生对法拉第电磁感应定律、楞次定律、电阻定律和
欧姆定律等规律的理解及其应用，考查了考生应用数学
探 究
(1)根据图 b 写出 ab、bc 段对应的 I 与 ω 的关系式；
(2)求出图 b 中 b、c 两点对应的 P 两端的电压 Ub、Uc；
(3)分别求出 ab、bc 段流过 P 的电流 IP 与其两端电压
UP 的关系式．
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第9讲 电磁感应
解析：(1)根据图像可知 ab 段满足 Iab＝k1ω ①(1 分) 又由图像可求得 k1＝1150(1 分)
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第9讲 电磁感应
高 考 真 题 聚 焦
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第9讲 电磁感应
高
考 真
A [解析] 考查电磁感应中的图像问题，此类问题应
题 设法找纵轴与横轴的函数解析式．设金属棒单位长度电阻
聚 焦
为 R0，∠bac＝2θ，则当 MN 棒切割磁感线的长度为 L 时，
产生的感应电动势 E＝BLv，回路的总电阻 R＝R0(L＋
所以 Iab＝1150ω (A)(－45 rad/s≤ω ≤15 rad/s)②(1 分)
高 频
bc 段满足 Ibc＝k2ω ＋b③(1 分)
考
由图像可得 k2＝0.01，b＝－0.05 (1 分)
点
所以 Ibc＝0.01ω－0.05(A)(15 rad/s≤ω ≤45 rad/s) ④(1 分)
(广东版) 高三物理第二轮专题复习(专家概述+解题思路与方法+专题测试)专题九 电磁感应与电路问题测
专题九电磁感应与电路成绩测试卷一、单项选择题（每小题4分，共16分）1．（潮州三模）如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M'N'的过程中，棒上感应电动势E随工夫t变化的图示，可能正确的是（）2．（佛山二模）如图甲所示，一边长为Ｌ的正方形导线框，匀速穿过宽2L的匀强磁场区域.取它刚进入磁场的时辰为t＝0，则在图乙中，能正确反映线框感应电流i随工夫t变化规律的是(规定线框中电流沿逆时针方向为正) （）3．（海南高考）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，○V与○A分别为电压表与电流表.初始时S0与S 均闭合，现将S断开，则（）A．○V的读数变大，○A的读数变小 B．○V的读数变大，○A的读数变大C．○V的读数变小，○A的读数变小 D．○V的读数变小，○A的读数变大4．（福建高考）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相反的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输出电压u随工夫t的变化关系如图所示.现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光.以下说法正确的是（）A．输出电压u的表达式u=202sin(50π)VB．只断开S1后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输出功率增大D．若S1换接到2后，R耗费的电功率为0.8W二、双项选择题（每小题6分，共30分）5．（广东高考）如图所示，左侧的调压安装可视为理想变压器，负载电路中R=55欧，A 、V 为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V ，以下表述正确的是：（ ）A ．电流表的示数为2AB ．原、副线圈匝数比为1：2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100Hz6．（汕头二模）如图，矩形金属线圈abcd 从高处自在落下，经过一有界的匀强磁场，线圈平面保持竖直并和磁场方向垂直，不计空气阻力，则（ ）A ．ab 边刚进入磁场时，ab 边所受安培力方向竖直向上B ．ab 边刚离开磁场时，dc 边感应电流方向从d 到cC ．线圈全部进入磁场内运动时，感应电流为零D ．重力所做的功等于线圈产生的总热量ba d cb ad c7．（深圳二模）闭合回路由电阻R 与导线组成，其内部磁场大小按B-t 图变化，方向如图，则回路中（ ）A ．电流方向为顺时针方向B ．电流强度越来越大C ．磁通量的变化率恒定不变D ．产生的感应电动势越来越大8．（惠州三调）如图所示，把金属环匀速拉出磁场，下方正确的是（ ）A ．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B ．不管向甚么方向拉出，只需产生感应电流时，方向都是顺时针C ．向左匀速拉出时，感应电流大小先变大后变小D ．向右匀速拉出时，感应电流大小不变9．（深圳二模）如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面(导轨和导线电阻不计)，则垂直导轨的导体棒ab 在下滑过程中（ ）A ．遭到的安培力方向沿斜面向上B ．遭到的安培力不断增大C ．导体棒的机械能不断增大R B Bt 0 B θ abD ．克服安培力做的功等于灯泡耗费的电能三、非选择题（共3题，每小题18分，共54分）10．（海南高考）如图，理想变压器原线圈与一10V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b ，小灯泡a 的额定功率为0.3W ，正常发光时电阻为30Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A ，可计算出原、副线圈的匝数比为_______，流过灯泡b 的电流为_______A.11．（惠州三调）在质量为kg M 1=的小车上，竖直固定着一个质量为kg m 2.0=，高m h 05.0=、总电阻Ω=100R 、100=n 匝矩形线圈，且小车与线圈的程度长度l 相反.现线圈和小车一同在光滑的程度面上运动，速度为s m v /101=，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度T B 0.1=的程度有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图(1)所示.已知小车运动(包括线圈)的速度v 随车的位移s 变化的s v -图象如图(2)所示.求：(1)小车的程度长度l 和磁场的宽度d(2)小车的位移cm s 10=时线圈中的电流大小I 和此时小车的加速度a(3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q12．（湛江一模）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与程度面夹角为α，导轨上端跨接必然值电阻R ，导轨电阻不计.全部安装处于方向与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，长为L 的金属棒cd 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持良好接触，金属棒的质量为m 、电阻为r ，重力加速度为g ，现将金属棒由静止释放.求：(1)当金属棒的速度为v 时，流过电阻R 的电流大小和方向. (2)金属棒能达到的最大速度v m .科学睡眠 健康成长——在国旗下的发言各位尊敬的老师、各位亲爱的同学：大家上午好!我是来自预备二班的***。
2020高考二轮复习 专题9、电磁感应(含解析)
1 电磁感应 专题 一、电磁感应现象、楞次定律 1、如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。以下说法正确的是（ ）
A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 2、（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间， 3、如图所示，一个 U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为 B的匀强磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直
方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（ ） A.ab向右运动，同时使θ减小 B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C.ab向左运动，同时增大磁感应强度B D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°4、（多选）如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（ ）
A：向右做匀速运动 B：向左做减速运动 C：向右做减速运动 D：向右做加速运动
5、如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成闭合电路，电路所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。欲使导体圆环受到向上的磁场力，磁感应强度随时间变化的规律应是（ ） 2
课件5：专题九 电磁感应中的电路和图象问题
一题一得 解决本题的关键是将电磁感应与电路的分析
与计算结合起来，弄清电路结构，应用电路的相关规律求解．
迁移训练1 如图9－3－7甲所示，水平放置的两根平行金属 导轨(不计电阻)，间距L＝0.3 m，导轨左端连接R＝0.6 Ω的电 阻．区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6 T的匀强磁场，磁 场区域宽D＝0.2 m，细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4 m的轻质 绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直．每根金属棒 在导轨间的电阻均为r＝0.3 Ω，导轨电阻不计．使金属棒以恒 定速度v＝1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场．计算从金属棒A1进入 磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电 流强度，并在图9－3－7乙中画出．
答案 CD
一题一得
用图象的斜率来分析，根据线圈中感应电流的方向来判断 线圈所在处的磁场的变化率，再反过来应用图象的变化率来判 断感应电流的方向，这个方法很重要．它说明了感应电流的方 向只与磁场的变化率有关，而与磁场的磁感应强度的大小和方 向无关，就像速度与位移的大小和方向无关，只与位移的变化 率有关一样．
例2 (多选)如图9－3－8甲所示，一个闭合线圈固定在垂直 纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向， 线圈中的箭头(顺时针)为电流I的正方向．线圈及线圈中感应电 流I随时间变化的图线如图9－3－8 乙所示，则磁感应强度B随 时间变化的图线可能是( )
图 9－3－8
解析 依题意，根据感应电流的图象，可知线圈中开始的 感应电流的大小不变，由法拉第电磁感应定律可知原磁场是均 匀变化的；又线圈中开始的电流是逆时针方向，感应电流的磁 场是垂直于纸面向外的，若原磁场是垂直于纸面向里的，由楞 次定律可知原磁场应是加强的，并且在 B－t 图象上的斜率为正 值．经过T4后，感应电流反向，说明原磁场是减弱的，图象的 斜率为负值，再过T2，图象的斜率为正值．所以选项 C、D 正 确．
2012高三二轮复习电磁感应专题 电磁感应中的图像问题(含解析)
电磁感应专题电磁感应中的图像问题（一）电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。
高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难。
【知识要点】电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。
对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I 等随位移x变化的图线，即E—x图线和I—x图线等。
这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系；2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映；3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。
【方法技巧】电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中范围．分析回路中的感应电动势或感应电流的大小，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析．不管是哪种类型的图像，都要注意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题．一、导体线框运动与图像综合例题1、如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I—x)关系的是( )变式训练1、如右图所示，闭合直角三角形导线框ABC的直角边BC与匀强磁场边界平行，若让框沿BA方向匀速通过有明显边界的匀强磁场区，磁场宽度L > AB，则在整个过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象是下图中的（取逆时针方向为电流正方向）正确答案：C7.图甲中的a 是一个边长为为L 的正方向导线框，其电阻为R .线框以恒定速度v 沿x 轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b .如果以x 轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F 随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（B ）10(2011上海第20题).如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
2020高考物理专题复习电磁感应中的电路和图像问题PPT课件
题型探究
一 电磁感应中的电路问题
1.电磁感应中电路知识的关系图
题型探究
2.分析电磁感应电路问题的基本思路
题型探究
例1 如图Z9-1甲所示,水平放置的两根平行金属导轨间距L=0.3 m,导轨左端连接
阻值R=0.6 Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面、磁感应强度B=0.6 T的匀强
题型探究
变式题1 如图Z9-8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 过一正方形匀强磁场区域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,如图Z9-9所示关于导体棒中 感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流从M经R到N为正方 向,安培力向左为正方向)( )
2
D.在 t=T 时最大,且沿顺时针方向
图Z9-5
题型探究
[答案] AC
[解析] 由图像可知,在���4���时刻图线的斜率为 0,故磁场没有发生变化,穿过线框 R 的磁 通量没有变化,感应电动势为 0,A 正确;由于������~3������时间内图线的斜率始终为负,所以
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感应电动势的方向不变,B 错误;由于���2���时刻图线的斜率的绝对值最大,所以电流变化 最快,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,由楞次定律可判断感应电流的方向为 顺时针,C 正确;在 T 时刻,由楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针,D 错误.
图Z9-3
图Z9-4
题型探究
[答案] B [解析] 0~���2���时间内,根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得,回路的圆环形区域
产生大小恒定、沿顺时针方向的感应电流,根据左手定则,ab 边在匀强磁场Ⅰ中 受到水平向左的恒定的安培力;同理,���2���~T 时间内,ab 边在匀强磁场Ⅰ中受到水平
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专题9.3 电磁感应中的电路和图像问题
1.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属线圈，规定线圈中感应电
流的正方向如图甲所示，取线圈中磁场B的方向向上为正，当磁感应强度B随时间t的变化如
图乙所示，以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是( )
【答案】 A
2．矩形导线框abcd(如图(甲))放在匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度
B随时间变化的图象如图(乙)所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．若规定导线
框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所
受安培力F随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)( )
【解析】 由法拉第电磁感应定律知，导线框中产生的感应电流I＝ER＝ΔΦRΔt＝ΔBSRΔt，在0～
1 s内，由题图(乙)知ΔBΔt不变，故I的大小也不变，由楞次定律知，感应电流方向由a→b，同
理分析，在1～2 s内，I的大小仍不变，方向仍由a→b，故A、B错；由左手定则知，0～1
s
2
内线框ab边所受安培力F向上，且由F＝BIlab知，I、lab不变，B均匀减小，因此F也均匀减小，
D错，C
项正确．
16.如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合
导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点
(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是
( )
17.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究．实验装置的示意图可用图
表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d.水流速
度处处相同，大小为v，方向水平．金属板与水流方向平行．地磁场磁感应强度的竖直分量为B，
水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两金属板上，忽
略边缘效应，求：
(1)该发电装置的电动势；
(2)通过电阻R的电流强度；
(3)电阻R消耗的电功率．
【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律，有E＝Bdv
(2)两金属板间河水的电阻r＝ρdS
由闭合电路欧姆定律，有I＝Er＋R＝BdvSρd＋SR
3
(3)由电功率公式P＝I2R，得P＝BdvSρd＋SR2R
【答案】 (1)Bdv (2)BdvSρd＋SR (3)BdvSρd＋SR2R
18．边长为L＝0.2 m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过该区域磁场的磁感
应强度随时间变化的图象如图乙所示．将边长为L/2，匝数n＝100，线圈电阻r＝1.0 Ω的正
方形线圈abcd放入磁场，线圈所在平面与磁感线垂直，如图甲所示．求：
(1)回路中感应电流的方向及磁感应强度的变化率ΔBΔt；
(2)在0～4.0 s内通过线圈的电荷量q；
(3)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量．
【答案】 (1)0.2 T/s (2)0.2 C (3)9×10－2 J
19．轻质细线吊着一质量为m＝0.32 kg，边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总
电阻为r＝1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图(甲)所示．磁场方
向垂直纸面向里，大小随时间变化规律如图(乙)所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，g
＝10 m/s2.求：
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(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势；
(2)在前t0时间内线圈的电功率；
(3)求t0的值．
【答案】 (1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s