（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習 第九章 3 第3節(jié) 電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題練習（含解析）

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1、電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題1磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢其Et關(guān)系如圖所示如果只將刷卡速度改為，線圈中的Et關(guān)系圖可能是()解析：選D.若將刷卡速度改為，線圈切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小將會減半，周期將會加倍，故D項正確，其他選項錯誤2(2019嘉興質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m、高為h的矩形導(dǎo)線框在豎直面內(nèi)自由下落，其上下兩邊始終保持水平，途中恰好勻速穿過一有理想邊界、高亦為h的勻強磁場區(qū)域，線框在此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()AmghB2mghC大于mgh而小于2mghD大于2mgh解析：選B.因線框勻速穿過磁

2、場，在穿過磁場的過程中合外力做功為零，克服安培力做功為2mgh，產(chǎn)生的內(nèi)能亦為2mgh，故選B.3如圖甲，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖乙所示已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是()解析：選C.由題圖乙可知在cd間不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時間段內(nèi)線圈ab中的磁場是均勻變化的，則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項A、B、D錯誤，選項C正確4(2019嘉興調(diào)研)如圖，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成“V

3、”字形導(dǎo)軌空間存在垂直于紙面的均勻磁場用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時，運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線，可能正確的是()解析：選A.設(shè)圖示位置時a距棒的距離為l0，導(dǎo)體棒勻速切割磁感線的速度為v，單位長度金屬棒的電阻為R0，導(dǎo)軌夾角為，運動時間為t時，切割磁感線的導(dǎo)體棒長度l2(l0vt)tan，有效電路中導(dǎo)體棒長度l總l，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢eBlv2Bv(l0vt)tan，電路中總電阻RR0l總R0，所以i，即i為恒定值與t無關(guān)，選項A正確5(2019浙江溫嶺月考)如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN

4、、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L0.2 m，電阻R0.4 ，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.1 的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B0.5 T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運動，若理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示(1)試分析說明金屬桿的運動情況；(2)試寫出外力F隨時間變化的表達式；(3)第2 s末外力F的瞬時功率為多大？解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬桿運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv，根據(jù)閉合電路歐姆定律，理想電壓表的示數(shù)為UEv，又由題圖乙知，U隨時間均勻增大，故v也隨時間均勻增大，金屬桿做

5、勻加速直線運動.(2)根據(jù)牛頓運動定律有，F(xiàn)F安ma，又F安BIL0.05t，則外力F隨時間變化的表達式為FF安ma(0.05t0.25) N.(3)第2 s末外力F的瞬時功率PFv(0.05t0.25) Nat1.75 W.答案：(1)金屬桿做勻加速直線運動(2)F(0.05t0.25) N(3)1.75 W【課后達標檢測】一、選擇題1(2019溫州調(diào)研)在垂直于勻強磁場的平面中，有兩根平行的、電阻不計的金屬導(dǎo)軌，兩根金屬滑桿ab、cd平行擱在導(dǎo)軌上方，金屬滑桿電阻RabF2，UabUcdBF1F2，UabUcdCF1F2，UabUcdDF1F2，UabUcd答案：B2.邊長為a的閉合金屬正

6、三角形框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場，如圖所示，則下列圖象與這一過程相符合的是()答案：B3(2019湖州質(zhì)檢)將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖象是()答案：B4.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時兩端的電阻)，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過金屬環(huán)所在平面，

7、與環(huán)的最高點M用鉸鏈連接的長度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒MN由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，N點的線速度為v，則這時MN兩端的電壓大小為()A. B.C.DBav解析：選A.擺到豎直位置時，MN切割磁感線的瞬時感應(yīng)電動勢EB2aBav.由閉合電路歐姆定律得，UMNBav，故選A.5(2019紹興檢測)用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)體線框、以相同的速度勻速進入右側(cè)勻強磁場，如圖所示在每個線框進入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUcUdDUbUaUdUc解析：選B.線框進入磁場后切割

8、磁感線，a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是c、d電動勢的一半，而不同的線框電阻不同設(shè)a線框電阻為4r，b、c、d線框的電阻分別為6r、8r、6r.在線框進入磁場的過程中，MN兩端的電壓等于線框回路中的路端電壓，根據(jù)線框長度和電阻的關(guān)系依據(jù)閉合電路歐姆定律，可知UaBLv，UbBLv，UcB2LvBLv，UdB2LvBLv，所以UaUbUdUc，故B對6.(2019舟山調(diào)研)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值R10 的電阻一阻值R10 的導(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強度大小B0.5 T

9、、方向豎直向下的勻強磁場下列說法中正確的是()A導(dǎo)體棒ab中電流的流向為由b到aBcd兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為3 V解析：選B.由右手定則可知ab中電流方向為ab，A錯誤導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv，ab為電源，cd間電阻R為外電路負載，de和cf間電阻中無電流，de間無電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即UR1 V，B正確，C、D錯誤7.(2019衢州質(zhì)檢)如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀，它通過兩個小金屬環(huán)與長直金屬桿導(dǎo)通，圖中a、b間距離為L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是d.右邊虛線范圍內(nèi)存在磁感

10、應(yīng)強度大小為B、方向垂直于彎曲導(dǎo)線所在平面向里的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為.現(xiàn)在外力作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動，t0時刻a環(huán)剛從O點進入磁場區(qū)域則下列說法正確的是()At時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為BdvBt時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為2BdvCt時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向Dt時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向解析：選D.在t時刻導(dǎo)線切割磁感線的有效長度為零，故回路中感應(yīng)電動勢為零，根據(jù)右手定則可知在0時間內(nèi)回路中的感應(yīng)電流沿桿從a到b，以后將改為從b到a，故選項A、C錯，D對在t時刻導(dǎo)線切割磁感線的有效長度為d，故回路中感應(yīng)電動勢為Bdv，B錯8(2019金華一中月

11、考)如圖所示，MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強度為B，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，則(不計導(dǎo)軌電阻)()A通過電阻R的電流方向為PRMBa、b兩點間的電壓為BLvC外力F做的功等于電阻R和金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的焦耳熱之和D外力F做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱解析：選C.由右手定則可知通過金屬導(dǎo)線的電流由b到a，即通過電阻R的電流方向為MRP，A錯誤；金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的電動勢為BLv，而a、b兩點間的電壓為等效電路路端電壓，由閉合電路歐姆定律可知，a、b

12、兩點間電壓為BLv，B錯誤；根據(jù)能量守恒定律可知，外力做功等于電阻R和金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的焦耳熱之和，C正確，D錯誤9(2019杭州高三檢測)水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強磁場中，金屬棒ab處于粗糙的框架上且與框架接觸良好，從某時刻開始，磁感應(yīng)強度均勻增大，金屬棒ab始終保持靜止，則()Aab中電流增大，ab棒所受摩擦力也增大Bab中電流不變，ab棒所受摩擦力也不變Cab中電流不變，ab棒所受摩擦力增大Dab中電流增大，ab棒所受摩擦力不變解析：選C.磁感應(yīng)強度均勻增大時，磁通量的變化率恒定，故回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都是恒定的；又棒ab所受的摩擦力等于安培力，即FfF安BIL，故

13、當B增加時，摩擦力增大，選項C正確10(2019嘉興質(zhì)檢)如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，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圖中的()解析：D.由題意可知，安培力的方向向右，根據(jù)左手定則可知感應(yīng)電流的方向由B到A，再由右手定則可知，當垂直向外的磁場在增加時，會產(chǎn)生由B到A的感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，則安培力的表達式FBILBL，因安培力的大小不變，則B是定值，因磁場B增大，則減小，故D選項正確，A、B、C選項錯誤二、非選擇題11(2019寧波九校聯(lián)考)如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平

14、放置，匝數(shù)n100匝，面積S0.04 m2，總電阻r1.0 ，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場，變化規(guī)律如圖乙，線圈的左端接一電阻R9.0 的小燈泡，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為enBmScost，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)流經(jīng)燈泡的電流的最大值Im.(2)小燈泡消耗的電功率P.(3)在磁感應(yīng)強度B變化的時間段，通過小燈泡的電荷量q.解析：(1)由題意可知，線圈中的最大電動勢為EmnBmS流經(jīng)小燈泡的電流最大值Im0.8 A.(2)流經(jīng)小燈泡的電流有效值I0.4 A則小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W

15、.(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的電動勢的平均值nn平均電流在時間段，流過小燈泡的電荷量qt0.004 C.答案：(1)0.8 A(2)2.88 W(3)0.004 C12(2019溫州期末聯(lián)考)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化(1)求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢(2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻R1的電功率(3)S斷開后，求流經(jīng)R2的電荷量解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有EnS 求出E1.2 V.(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I0.12 A根據(jù)PI2R1求出P5.76102 W.(3)S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時電容器兩板上所帶的電荷量Q電容器兩端的電壓UIR20.6 V流經(jīng)R2的電荷量QCU1.8105 C.答案：(1)1.2 V(2)5.76102 W(3)1.8105 C- 9 -