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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電磁感應(yīng) 3 題型探究課(一)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題題型專練鞏固提升 新人教版

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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電磁感應(yīng) 3 題型探究課(一)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題題型專練鞏固提升 新人教版_第1頁
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1、(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電磁感應(yīng) 3 題型探究課(一)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題題型專練鞏固提升 新人教版 1.(2018·江蘇鎮(zhèn)江檢測)如圖所示是兩個(gè)互連的金屬圓環(huán),小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一,磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí),在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為(  ) A.E           B.E C.E D.E 解析:選B.a(chǎn)、b間的電勢差等于路端電壓,而小環(huán)電阻占電路總電阻的,故Uab=E,B正確. 2.如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈的面積S=200 cm2,線圈的電

2、阻r=1 Ω,線圈外接一個(gè)阻值R=4 Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是(  ) A.線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 B.電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大 C.線圈電阻r消耗的功率為4×10-4 W D.前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4×10-4 C 解析:選C.由楞次定律,線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定為E==0.1 V,電阻R兩端的電壓不隨時(shí)間變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;回路中電流I==0.02 A,線圈電阻r消耗的功率為P=I2r=4×10-4 W,選項(xiàng)C

3、正確;前4 s內(nèi)通過R的電荷量為q=It=0.08 C,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3. 如圖所示,PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻R1和R2,且R1=6 Ω,ab桿的電阻為2 Ω,在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng),垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T.現(xiàn)ab以恒定速度v=3 m/s勻速向右移動(dòng),這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等.則(  ) A.R2=6 Ω B.R1上消耗的電功率為0.75 W C.a(chǎn)、b間電壓為3 V D.拉ab桿水平向右的拉力為0.75 N 解析:選D.桿ab消耗的功率與R1、R2消耗的功率之和相等,則=Rab.解

4、得R2=3 Ω,故A錯(cuò)誤;E=Blv=3 V,則Iab==0.75 A,Uab=E-Iab·Rab=1.5 V,PR1==0.375 W,故B、C錯(cuò)誤;F拉=F安=BIab·l=0.75 N,故D正確. 4.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(shí)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(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的,所以在該時(shí)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(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,

5、選項(xiàng)C正確. 5.如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為l,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì),已知金屬桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成θ角,單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好).則(  ) A.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為 B.電路中感應(yīng)電流的大小為 C.金屬桿所受安培力的大小為 D.金屬桿的熱功率為 解析:選B.金屬桿的運(yùn)動(dòng)方向與金屬桿不垂直,電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為E=Blv(l為切割磁感線的有效長度),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電路中感應(yīng)電流的大小為I===,選項(xiàng)B正確;金屬桿

6、所受安培力的大小為F=BIl′=B··=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;金屬桿的熱功率為P=I2R=·=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6. (多選)(2018·連云港模擬)如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,有邊長為L的正方形金屬線框abcd,其一條對角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處.在y軸的右側(cè),在Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合,左邊界與y軸重合,右邊界與y軸平行.t=0時(shí)刻,線框以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域.取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i、ab間的電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的( 

7、 ) 解析:選AD.在d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過程中,ab邊切割磁感線,根據(jù)右手定則可以確定線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,即正方向,電動(dòng)勢均勻減小到0,則電流均勻減小到0;然后cd邊開始切割磁感線,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,即負(fù)方向,電動(dòng)勢均勻減小到0,則電流均勻減小到0,故A正確、B錯(cuò)誤;d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過程中,ab邊切割磁感線,ab相當(dāng)于電源,電流由a到b,b點(diǎn)的電勢高于a點(diǎn),ab間的電勢差Uab為負(fù)值,大小等于電流乘以bc、cd、da三條邊的電阻,并逐漸減?。籥b邊出磁場后,cd邊開始切割磁感線,cd邊相當(dāng)于電源,電流由b到a,ab間的電勢差Uab為負(fù)值,大小等于電流乘以ab邊的電阻,并逐漸減

8、小,故C錯(cuò)誤、D正確. 7.(多選)如圖所示,一金屬棒AC在勻強(qiáng)磁場中繞平行于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的軸(過O點(diǎn))勻速轉(zhuǎn)動(dòng),OA=2OC=2L,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里,金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ω、電阻為r,內(nèi)、外兩金屬圓環(huán)分別與C、A良好接觸并各引出一接線柱與外電阻R相接(沒畫出),兩金屬環(huán)圓心皆為O且電阻均不計(jì),則(  ) A.金屬棒中有從A到C的感應(yīng)電流 B.外電阻R中的電流為I= C.當(dāng)r=R時(shí),外電阻消耗功率最小 D.金屬棒AC間電壓為 解析:選BD.由右手定則可知金屬棒相當(dāng)于電源且A是電源的正極,即金屬棒中有從C到A的感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為

9、E=Bω(2L)2-BωL2=,即回路中電流為I=,B正確;由電源輸出功率特點(diǎn)知,當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí),外電路消耗功率最大,C錯(cuò)誤;UAC=IR=,D正確. 8.上海世博會(huì)某國家館內(nèi),有一“發(fā)電”地板,利用游人走過此處,踩踏地板發(fā)電.其原因是地板下有一發(fā)電裝置,如圖甲所示,裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈,緊固在與地板相連的塑料圓筒P上.磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布,圖乙為橫截面俯視圖.輕質(zhì)地板四角各連接有一個(gè)勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫出其中的兩個(gè)).當(dāng)?shù)匕迳舷峦颠\(yùn)動(dòng)時(shí),便能發(fā)電.若線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈的總電阻為R0,現(xiàn)用它向一個(gè)電阻為R的小燈泡供電.

10、為了便于研究,將某人走過時(shí)地板發(fā)生的位移—時(shí)間變化的規(guī)律簡化為圖丙所示.(取地板初始位置x=0,豎直向下為位移的正方向,且彈簧始終處在彈性限度內(nèi).) (1)取圖乙中逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较颍堅(jiān)趫D丁所示坐標(biāo)系中畫出線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線,并標(biāo)明相應(yīng)縱坐標(biāo).要求寫出相關(guān)的計(jì)算和判斷過程; (2)t=時(shí)地板受到的壓力; (3)求人踩踏一次地板所做的功. 解析:(1)0~t0時(shí)間,地板向下做勻速運(yùn)動(dòng), 其速度v=, 線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 e=nB·2πrv=, 感應(yīng)電流i==; t0~2t0時(shí)間,地板向上做勻速運(yùn)動(dòng), 其速度v=, 線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 e=-nB·2πrv=-, 感應(yīng)電流i==-; 圖線如圖所示. (2)t=時(shí),地板向下運(yùn)動(dòng)的位移為,彈簧彈力為,安培力F安=nBi·2πr=2nBiπr,由平衡條件可知,地板受到的壓力F=2kx0+. (3)由功能關(guān)系可得人踩踏一次地板所做的功 W=2i2(R+R0)t0=. 答案:(1)見解析 (2)2kx0+ (3)

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