专题20+法拉第电磁感应定律与图象-2017年高考物理冲刺专题卷 11页

www.ks5u.com 第I卷 一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）‎ ‎1．如图所示，用一条横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k>0)，虚线ab与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为ρ.则下列说法正确的是(　　) ‎ A.线框中产生顺时针方向的感应电流 B.线框具有扩张的趋势 C.若某时刻的磁感应强度为B，则线框受到的安培力为 ‎ D.线框中ab两点间的电势差大小为 ‎ ‎【答案】C ‎【题型】选择题 ‎【难度】较易 ‎2．如图甲所示，且通入如图乙所示的磁场，已知螺线管(电阻不计)的匝数n＝6，截面积S＝10 cm2，线圈与R＝12 Ω的电阻连接，水平向右且均匀分布的磁场穿过螺线管，磁场与线圈平面垂直，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示，规定感应电流i从a经过R到b的方向为正方向．忽略线圈的自感影响，下列i-t关系图中正确的是(　　)‎ ‎【答案】B　‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较易 ‎3．如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴右侧区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i和a、b间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的(　　)‎ ‎【答案】AD　‎ ‎【题型】多选题 ‎【难度】一般 ‎4．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabt图象可能正确的是(　　)‎ ‎【答案】C　‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎5．在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v—t图象，可能正确的是(　　)‎ ‎【答案】C ‎【解析】线框进入磁场的过程受到的安培力：F＝BIL＝BL＝，线框进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度L增大，安培力增大，由牛顿第二定律得：mg－F＝ma，则a＝g－，线框由静止做加速运动，由于L、v不断增大，加速度a减小，则线框进入磁场过程做加速度减小的加速运动，加速度减小，v—t图象的斜率减小．故C正确．‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较难 ‎6．如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r的闭合回路，R>r，导线单位长度的电阻为A，导线截面半径远小于R和r ‎.圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B＝kt(k>0，为常数)的规律变化的磁场，下列说法正确的是(　　) ‎ A.小圆环中电流的方向为逆时针 B.大圆环中电流的方向为逆时针 C.回路中感应电流大小为 ‎ D.回路中感应电流大小为 ‎ ‎【答案】BD ‎【题型】多选题 ‎【难度】一般 ‎7．如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为R，边长为L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中P－t图象为抛物线，则上述物理量随时间变化的关系正确的是(　　) ‎ ‎【答案】C ‎【解析】线框做匀加速运动，其速度v＝at，感应电动势E＝BLv，感应电流 i＝＝，‎ i与t成正比，故A错误；线框进入磁场过程中受到的安培力F安＝BiL＝，由牛顿第二定律得：F－F安＝ma，得 F＝ma＋，F－t图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率 P＝i2R＝∝t2，故C正确；线框的位移x＝at2，电荷量q＝Δt＝Δt＝＝＝∝t2，q－t图象应是抛物线.故D错误. ‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较难 ‎8．如图所示，在0≤x≤L和2L≤x≤3L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t＝0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)、bc两端电势差Ubc随时间t的函数图象大致是如图中的(　　)‎ ‎【答案】AC 方向沿顺时针方向，为负值.感应电流为I＝－＝－，故A正确.bc两端电势差Ubc＝IR，bc为外电路，故电势差变化和电流变化相同，C正确，D错误.‎ ‎【题型】多选题 ‎【难度】较难 ‎9．直角三角形金属框abc放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.若金属框绕ab边向纸面外以角速度ω匀速转动90°(从上往下看逆时针转动)，如图甲所示，c、a两点的电势差为Uca，通过ab边的电荷量为q.若金属框绕bc边向纸面内以角速度ω匀速转动90°，如图乙所示，c、a两点的电势差为Uca′，通过ab边的电荷量为q′.已知bc、ab边的长度都为l，金属框的总电阻为R.下列判断正确有是(　　)‎ A.Uca＝Bωl2 B.Uca′＝Bωl2‎ C.q＝ D.q′＝ ‎ ‎【答案】AD ‎【题型】多选题 ‎【难度】较难 ‎10．如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　    )‎ ‎【答案】 C　‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较易 第Ⅱ卷 二、非选择题（本题共2个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎11．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止开始自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时，‎ ‎(1)求线框中产生的感应电动势大小； ‎ ‎(2)求cd两点间的电势差大小；‎ ‎(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件.‎ ‎【答案】（1）BL （2） BL （3） h＝ ‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】较易 ‎12．如图所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4 m，导轨右端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v＝1 m/s做直线运动，求：‎ ‎(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；‎ ‎(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式．‎ ‎【答案】(1)0.04 V　(2)0.04 N，方向向左 i＝(t－1)A　(1 s＜t＜1.2 s)‎ ‎【解析】(1)棒进入磁场前 E＝＝S·①‎ 由几何关系得 S＝L2②‎ 由题图知＝0.5 T/s③‎ 联立①②③解得E＝0.04 V④‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】一般 ‎ ‎ ‎ ‎