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  • 2021-06-01 发布

2021高考物理新高考版一轮习题:第十章 微专题71 电磁感应中的图像问题 Word版含解析

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‎1.产生电动势的那部分导体相当于电源,电源内部电流由负极流向正极,电源两端电压为路端电压.‎ ‎2.Φ-t图象、B-t图象的斜率对应电动势大小及电流方向,其斜率不变或平行,感应电动势大小不变,电流方向不变.‎ ‎1.(2019·陕西榆林市第二次模拟)如图1所示,单匝线圈abcd固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面.当磁场的磁感应强度B随时间t变化时,ab边受到的安培力恒定不变.则下列磁感应强度B随时间t变化的图象中可能正确的是(  )‎ 图1‎ ‎2.(2020·河北张家口市月考)四根均匀导线分别制成两个正方形、两个直角扇形线框,分别放在方向垂直纸面向里的匀强磁场边界上,由选项图示位置开始按箭头方向绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动.若以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向,四个选项中符合如图2所示随时间t的变化规律的是(  )‎ 图2‎ ‎3.(2019·河南顶级名校第四次联测)如图3所示,在矩形区域MNPQ内存在垂直纸面向里的 匀强磁场,MQ边长为L,MN边长为2L.梯形线框abcd位于纸面内,ab长为L,cd长为3L,ab边和cd边之间的距离为L.现让线框以恒定的速度v沿垂直MN的方向向右穿过磁场区域,并在ab边与MN边重合时开始计时,取沿 abcda方向为感应电流的正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i随时间变化的图线是(  )‎ 图3‎ ‎4.(多选)(2019·湖北宜昌市四月调研)如图4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,并以此位置开始计时并作为导线框位移x的起点,随后导线框进入并通过磁场区域.下列图象中,可能正确描述上述过程的是(  )‎ 图4‎ ‎5.(2019·湖南长沙、望城、浏阳、宁乡四个县市区3月调研)如图5甲所示,正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.下列选项中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)(  )‎ 图5‎ ‎6.如图6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(  )‎ 图6‎ ‎7.(2019·山东德州市上学期期末)如图7甲所示,光滑导轨竖直放置,上端接有阻值为R的电阻,空间存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度 B 的大小随时间 t ‎ 的变化规律如图乙所示.质量为 m 的导体棒 ab 与导轨接触良好,若使导体棒 ab 保持静止,需对导体棒 ab 再施加一个平行于导轨的作用力 F ,则 F 随时间 t 的变化规律正确的是(  )‎ 图7‎ 答案精析 ‎1.C [设线圈ab边长为L,ad边长为l,当磁感应强度发生变化时,线圈内产生感应电动势为:E===;感应电流为:I=;安培力为:F=BIL,得:F=,由公式可知,安培力恒定不变,若磁感应强度B增大,则减小;若B减小,则增大,所以四个图象中只有C正确.]‎ ‎2.C [题图A、B中正方形线框绕O转动时,有效切割长度不断变化,因此产生感应电流大小是变化的,故A、B错误;C、D图中,有效切割长度为半径不变,因此产生的感应电流大小不变,根据右手定则,进入磁场时,C图中产生电流方向从P到O,电流为正方向,而D图中开始产生电流方向从O到P,电流为负方向;离开磁场时,刚好相反,故C正确,D错误.]‎ ‎3.C [在0~时间内,ab边进入磁场切割磁感线,产生感应电流,由楞次定律判断得知感应电流沿adcba方向,为负;线圈有效的切割长度均匀增大,根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势均匀增大,所以感应电流均匀增大;在~时间内,磁通量不断增大,由楞次定律判断得知感应电流沿adcba方向,为负;线圈有效的切割长度不变,根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势不变,所以感应电流不变;在~时间内,磁通量不断减小,由楞次定律判断得知感应电流沿abcda方向,为正;线圈有效的切割长度均匀增大,根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势均匀增大,所以感应电流均匀增大;在~时间内,磁通量不断减小,由楞次定律判断得知感应电流沿abcda方向,为正,线圈有效的切割长度不变,根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势不变,所以感应电流不变,故选项C正确,A、B、D错误.]‎ ‎4.BD [导线框以一定初速度进入磁场,则感应电动势为:E=BLv,根据闭合电路欧姆定律,则感应电流为:I= ;安培力为:F=BIL=;由牛顿第二定律为:F=ma,则有:a=,由于v 减小,所以a也减小;当导线框完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动;当导线框出磁场时,速度与时间的关系与进入磁场相似,而速度与时间的斜率表示加速度,则A错误,B正确;导线框进入磁场时,设某时刻进入磁场的距离为x,此时导线框的速度为v,则由动量定理:-B LΔt=mv-mv0,其中Δt=q=,则v=v0-x ‎;同样,当导线框完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当导线框出磁场时,速度v与位移x的关系与进入磁场相似,则C错误,D正确.]‎ ‎5.A [0~1 s磁场方向向里且均匀减小,由楞次定律可得,线框中产生顺时针的感应电流,由E=可知,产生的感应电动势恒定,电流恒定,所以ab边受到的安培力FA=BIL均匀减小,由左手定则可知,安培力方向向左即为正,1~3 s磁场方向向外且均匀增大,由楞次定律可得,线框中产生顺时针的感应电流,由E=可知,产生的感应电动势恒定,电流恒定,所以ab边受到的安培力FA=BIL均匀增大,由左手定则可知,安培力方向向右即为负;3~5 s磁场方向向外且均匀减小,由楞次定律可得,线框中产生逆时针的感应电流,由E=可知,产生的感应电动势恒定,电流恒定,所以ab边受到的安培力FA=BIL均匀减小,由左手定则可知,安培力方向向左即为正,则A正确.]‎ ‎6.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x,由题图乙可得q=t==kt2,x=t2,故金属棒做匀加速直线运动,B错误;由Φ=Bl可知,A错误;回路中的电流I=t,由牛顿第二定律有F-mgsin θ-BIl=ma,故有F=t+mgsin θ+ma,C正确,D错误.]‎ ‎7.A [由题图乙知,某时刻的磁场B=kt,回路中产生的感应电动势为:E=S=kS为定值,则感应电流I=为定值;导体棒所受的安培力F安=BIL=ktIL;则要使金属棒静止所加的外力:F=mg-F安=mg-kILt,则 F 随时间 t 的变化规律正确的是A.]‎

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