近年高考物理一轮复习小专题7电磁感应中的图象问题学案(无答案)(2021年整理)

课时2 电磁感应中的电路问题、图象问题

1.在垂直于匀强磁场的平面中,有两根平行的、电阻不计金属轨道,两根金属滑杆ab,cd平行的搁在轨道上方,金属滑杆电阻Rab

)

A.F1>F2,Uab

C.F1

解析:通过两导线电流强度一样,两导线都处于平衡状态,则F1=BIl,F2=BIl,所以F1=F2,A,C错误;ab在做切割磁感线运动,相当于电源,Uab≠IRab,Uab是路端电压,即为外电阻R2上的电压,即Uab=Ucd。

2.在两根光滑的平行金属导轨上有两根直导线,其中一根导线接有电流表A,如图所示。两直导线在匀强磁场中以相同速度v平行于金属导轨运动,则下列说法正确的是( A

)

A.电流表A的读数为零

B.导轨与直导线所围面积内的磁通量增大

C.导轨与直导线所围面积内的磁通量减小

D.接有电流表A的直导线不产生感应电动势

解析:闭合回路的磁通量不变,故回路中无感应电流,电流表无示数,但两导线由于切割磁感线而产生感应电动势,故只有选项A正确。

3.磁卡的磁条中有用于存储信息的、磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势。其Et关系如图所示。如果只将刷卡速度改为,线圈中的Et关系图可能是( D )

解析:若将刷卡速度改为,线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半,周期将会加倍,故D项正确。

4.如图所示,一粗细均匀的正方形金属线框abcd,其边长为L,它匀速地穿过一个有界的匀强磁场区域,磁场宽度大于L,则a,b两点间电压uab随时间的变化规律大致为( D

)

解析:当线框刚进入磁场的过程中,线圈的cd边在切割磁感线,相当于一个电源。而ab边则是外电路的一部分,设每边电阻为R,则Uab=IR=BLv。当线框全部处在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,因此回路感应电流为零,但ab,cd均在切割磁感线,电动势为E=BLv,ab两端的电压Uab=E=BLv。

当线框从磁场中出来时,线圈的ab边在切割磁感线,相当于一个电源,则Uab=E-IR=BLv。

1 2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练

电磁感应中的图像问题

一、选择题

1、如图甲所示，光滑导轨水平固定在与水平方向成60°角的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图像是( )

解析：选D 由E＝ΔΦΔt＝ΔBSΔtsin 60°可知，电动势保持不变，则电路中电流不变，故A、B错误；由安培力F＝BIL可知，导体棒所

2 受安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力向右下方，B为正值时，安培力向左上方，水平外力与安培力在水平方向的分力等大反向，故D正确，C错误。

2、如图所示，在边长为a的正方形区域内，有以对角线为边界、垂直于纸面的两个匀强磁场，磁感应强度大小相同、方向相反，纸面内一边长为a的正方形导线框沿x轴匀速穿过磁场区域，t＝0时刻恰好开始进入磁场区域，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下列选项能够正确表示电流与位移关系的是( )

解析：选B 当0≤x≤a时，右边框切割磁感线产生感应电流，电流大小i＝Ba－xv－BxvR＝BvR(a－2x)，其中0≤x≤a2时，方向顺时针；x＝a2时，导线框中感应电流为零；a2≤x＜a时，方向逆时针。当a≤x<2a时，左边框切割磁感线产生感应电流，a≤x<3a2时，感应

3 电流大小i＝Bx－av－B[a－x－a]vR＝BvR(2x－3a)，方向逆时针；x＝3a2时，导线框中感应电流为零；3a2

3、（多选）如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个电阻为R的灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，垂直导轨的导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，则导体棒ab在下滑过程中（ ）

第二章 电磁感应

专题强化练7 电磁感应中的图像问题

一、选择题

1.(2020黑龙江哈尔滨师大附中高三上期中,)

如图所示,一带铁芯的线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧,与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。下列哪种变化磁场可使铝框向左偏移( )

2.()(多选)如图所示,固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN、PQ左端接有电阻R,一质量为m、电阻不计的导体棒ab跨接在导轨上,形成闭合回路,该空间有竖直向上的匀强磁场。现让ab以初速度v0开始沿导轨向右运动,不计摩擦及导轨电阻,下列关于导体棒的速度随时间t及位移x变化的图像可能正确的是(深度解析)

3.(2020江苏西亭高级中学高二上期末,)如图所示,A是一个边长为L的正方形导线框,每边导线电阻为r。现维持线框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中所示虚线区域内的匀强磁场。以顺时针方向为电流的正方向,Ubc=φb-φc,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则b、c两点间的电势差随时间变化的图线应为( )

4.(2020安徽砀山中学高三上月考,)如图甲所示,在水平面上固定有平行光滑长直金属导轨ab和cd,b、d端接有电阻R。导体棒ef垂直轨道放置,导轨、导体棒电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在t=0时刻,导体棒以速度v0从导轨的左端向右运动,经过时间2t0开始进入磁场区域,取垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是( )

5.(2020江苏淮安高二上期末,)(多选)如图所示,虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场,正方形金属框电阻为R,边长为L,线框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进入磁场区域并开始计时,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,则这些量随时间变化的关系正确的是(其中P-t图像为抛物线)(深度解析)

专题突破十二 电磁感应中的电路、图像问题

电磁感应中的电路问题

1．电磁感应中电路知识的关系图

2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题

[典例1] (2023·浙江台州质检)如图所示，两光滑的足够长导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距最窄处为一狭缝O，以O为原点、水平向右为x轴正方向建立直线坐标系，两导轨与x轴的夹角均为α＝37°，一阻值R＝100 Ω的电阻和电容为C＝4 000 μF的不带电电容器分别与导轨左端相连。x>0 的区域内分布着垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度大小沿y轴不变，沿x轴为B＝ 25x T，00.4 m，导轨上一金属棒ab与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v＝0．5 m/s向右匀速运动，金属棒在运动过程中与导轨始终保持良好接触，不计金属棒和导轨的电阻，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8。求：

(1)棒ab运动到x1＝0．2 m时，流过电阻R的电流大小；

(2)棒ab从x1＝0．2 m运动到x2＝0．8 m的过程中，外力F与x的关系；

(3)棒ab从x1＝0．2 m运动到x2＝0．8 m的过程中，流过棒的电荷量。

[解析] (1)棒ab运动到x1＝0．2 m时，磁感应强度B1＝2 T，有效切割长度为l1＝2x1tan α＝0．3 m

则感应电动势E1＝B1l1v＝0．3 V

流过电阻R的电流大小I＝E1R＝3×10－3 A。

(2)①在0．2 m≤x≤0．4 m区域，由B＝25x T，金属棒有效切割长度l＝1．5x，可知产生的感应电动势E＝Blv恒为0．3 V，则电流I恒为3×10－3 A，棒做匀速运动，则棒受力平衡，故外力F大小等于棒所受到的安培力大小，即F＝BlI＝1．8×10－3 N

②在0．4 m

通过电阻的电流I1＝ER＝3400x A

电容器的充电电流I2＝ΔqΔt＝CΔEΔt＝C×34×ΔxΔt A＝34Cv A＝1．5×10－3 A