2020版高考物理教科版大一轮复习训练:第十章 能力课1 电磁感应中的图像和电路问题 Word版含解析.pdf
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1、能力课能力课 1 电磁感应中的图像和电路问题 电磁感应中的图像和电路问题 一、选择题(13 题为单项选择题,48 题为多项选择题) 1如图 1 所示,在第一象限有一边长为 L 的等边三角形匀强磁场区域,在第二 象限有一平行于y轴的长为L的导体棒沿x轴正方向以速度v匀速通过磁场区域。 下列关于导体棒中产生的感应电动势 E 随 x 变化的图像正确的是( ) 图 1 解析 导体棒垂直磁场方向做切割磁感线运动,产生的感应电动势 EBlv,式 中 l 为导体棒切割磁感线的有效长度。导体棒切割磁感线的有效长度 l 随 x 先均 匀增大后均匀减小,其最大值为等边三角形匀强磁场区域的高L0.87L。所 3 2
2、 以导体棒中产生的感应电动势 E 随 x 变化的图像正确的是 D。 答案 D 2(2017孝感模拟)如图 2 甲所示,在电阻 R1 ,面积 S10.3 m2的圆形线框 中心区域存在匀强磁场,圆形磁场区面积 S20.2 m2。若取磁场方向垂直纸面向 外为正方向,磁感应强度 B 随时间的变化规律可用图乙描述,则线框中的感应 电流 I(取顺时针方向为正方向)随时间 t 的变化图线是 ( ) 图 2 答案 C 3两块水平放置的金属板,板间距离为 d,用导线将两块金属板与一线圈连接, 线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场,如图 3 所示。两板间有一带正电的 油滴恰好静止,则磁场的磁感应强度 B 随时间
3、变化的图像是( ) 图 3 解析 带正电的油滴静止,即所受重力与电场力平衡,两板间为匀强电场,因此 线圈中产生的感应电动势为恒定值,由法拉第电磁感应定律可知,通过线圈的磁 通量一定是均匀变化的,A、D 两项错;油滴带正电,故下极板电势高于上极板 电势,感应电流产生磁场与原磁场方向相同,由楞次定律可知,通过线圈的磁通 量均匀减小,故 C 项正确,B 项错。 答案 C 4有一变化的匀强磁场垂直于如图 4 甲所示的线圈平面,若规定磁场垂直线圈 平面向里为磁感应强度 B 的正方向,电流从 a 经 R 流向 b 为电流的正方向。现 已知 R 中的感应电流 I 随时间 t 变化的图像如图乙所示,那么垂直穿
4、过线圈平面 的磁场可能是图中的( ) 图 4 解析 当磁感应强度垂直线圈平面向里均匀减小时, 由楞次定律可判断感应电流 产生的磁场也垂直线圈平面向里, 再由安培定则和法拉第电磁感应定律可判断感 应电流的大小恒定且从 a 经 R 流向 b; 当磁感应强度垂直线圈平面向里均匀增大 时,由楞次定律可判断感应电流产生的磁场垂直线圈平面向外,再由安培定则和 法拉第电磁感应定律可判断感应电流的大小恒定且从 b 经 R 流向 a,选项 A、B 正确,C、D 错误。 答案 AB 5(2016河北“五个一名校联盟”质量监测)一正方形金属线框位于有界匀强磁 场区域内, 线框平面与磁场垂直, 线框的右边紧贴着磁场边
5、界, 如图 5 甲所示。 t 0 时刻对线框施加一水平向右的外力,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过 磁场, 外力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示。 已知线框质量 m1 kg、 电阻 R1 ,以下说法正确的是( ) 图 5 A线框做匀加速直线运动的加速度为 1 m/s2 B匀强磁场的磁感应强度为 2 T2 C线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为 C 2 2 D线框边长为 1 m 解析 t0 时,线框初速度为零,故感应电动势为零,力 F 为线框所受合外力, 由牛顿第二定律可知,线框的加速度 a1 m/s2,A 项正确;由图像知,t1.0 s 时,线框刚好离开磁场,由匀变速直线运动规律
6、可知线框的边长为 0.5 m,D 项错;线框的末速度 vat1 m/s,感应电动势 EBLv,回路中电流 I ,安 E R 培力 F安BIL,由牛顿第二定律有 FF安ma,联立解得 B2 T,B 正确 ;2 由 q C,C 项正确。 R BL2 R 2 2 答案 ABC 6(2017广西四市适应性检测)矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中处于静止状态, 如图6甲所示。 一磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直, 磁感应强度的大小B 随时间 t 变化的图像如图乙所示。t0 时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面 向里,在 04 s 时间内,导线框 ad 边所受安培力 F安随时间 t 变化的图像(规定
7、 向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流 I 随时间 t 变化的图像(规定顺时 针方向为电流的正方向)可能是图中的( ) 图 6 解析 由法拉第电磁感应定律,02 s 和 24 s 的感应电流大小相等且方向相 反,选项 A 正确;由安培力 FBIL 可得 02 s 和 24 s 的安培力呈线性变化, 选项 D 正确。 答案 AD 7如图 7 所示,一不计电阻的导体圆环,半径为 r、圆心在 O 点,过圆心放置 一长度为 2r、电阻为 R 的辐条,辐条与圆环接触良好,现将此装置放置于磁感 应强度为 B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰与圆环直径在同 一直线上,现使辐条以角速度 绕
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