《【人教通用版】高三物理一輪復(fù)習(xí)專講專練第28講電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題(含詳解)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【人教通用版】高三物理一輪復(fù)習(xí)專講專練第28講電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題(含詳解)（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第28講 電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題 基礎(chǔ)熱身 1. 一個面積S= 4X 10「2 m2、匝數(shù)n= 100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平 面，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時間t變化的規(guī)律如圖 K28 — 1所示，則下列判斷正確的是 （ ） 圖 K28 — 1 A ?在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于 0.08 Wb/s B ?在開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C. 在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于 8 V D. 在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零 圖 K28 — 2 2?鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置和速度，被安放

2、在火車首 節(jié)車廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，如圖 K28 — 2所示（俯視圖）.當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈 時，便會產(chǎn)生一電信號，被控制中心接收?當(dāng)火車以恒定速度向右通過線圈時，表示線圈兩端的電 壓Uab隨時間變化關(guān)系的圖象是圖 K28 — 3 中的（ ) A B C D 圖 K28 — 3 圖 K28 — 4 3. 2012青島模擬如圖 K28 — 4所示，鐵芯右邊繞有一個線圈，線圈兩端與滑動變阻器、電池 組連成回路?左邊的鐵芯上套有一個環(huán)面積為 0.02 m2、電阻為0.1 Q的金屬環(huán)?鐵芯的橫截面積為

3、 0.01 m2，且假設(shè)磁場全部集中在鐵芯中，金屬環(huán)與鐵芯截面垂直?調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使鐵芯 中的磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒均勻增加 0.2 T,則從上向下看（ ） A ?金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是逆時針方向，感應(yīng)電動勢大小為 4.0 X 10— 3 V B ?金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是順時針方向，感應(yīng)電動勢大小為 4.0 X 10— 3 V C. 金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是逆時針方向，感應(yīng)電動勢大小為 2.0 X 10— 3 V D. 金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是順時針方向，感應(yīng)電動勢大小為 2.0 X 10— 3 V 4. 一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的正方向，線圈中

4、的 箭頭為電流i的正方向，如圖 K28 — 5甲所示，已知線圈中感應(yīng)電流 i隨時間變化的圖象如圖乙所 示?則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時間而變化的關(guān)系圖象可能是圖 K28 — 6中的（ ） 甲 乙 圖 K28 — 5 A B C D 圖 K28 — 6 技能強(qiáng)化 圖 K28 — 7 5. 2012西城期末在圖 K28 — 8中的四個情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻 強(qiáng)磁場.A、B中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫危?C、D中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃?各導(dǎo)線框均繞軸 O在紙面內(nèi) 勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為 「從線框處于圖示位置時開始計(jì)時，以在 OP邊上 從P點(diǎn)指向0點(diǎn)

5、的方向?yàn)楦袘?yīng)電流 i的正方向. 則四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流 i隨時間 t的變化 規(guī)律符合圖K28 — 7中i — t圖象的是 ( ) XXX XfiX XXX XjjX x x x >cx xxx >r x X X X X r X X X xf rx xxx xBx x xxx >rx 皆 3 a B C D 圖 K28 — 8 圖 K28 — 9 6?如圖K28 - 9所示，阻值為 R的金屬棒從圖示位置 ab分別以vi、V2的速度沿光滑導(dǎo)軌（電 阻不計(jì)）勻速滑到ab位置，若vi : v2= 1 : 2,則在這兩次過程中（ ）

6、 A?回路電流Ii : 12 = 1 : 2 B ?產(chǎn)生的熱量 Qi : Q2= 1 : 4 C. 通過任一截面的電荷量 qi : q2= 1 : 2 D. 外力的功率 Pi : P2= 1 : 4 圖 K28 — 10 7. 2012自貢模擬如圖 K28 — 10所示，等腰三角形內(nèi)分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，它的 底邊在x軸上且長為2L,高為L.紙面內(nèi)一邊長為 L的正方形導(dǎo)線框沿 x軸正方向勻速穿過勻強(qiáng)磁 場區(qū)域，在t= 0時刻恰好位于圖示位置?以順時針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在圖 K28 — 11 中能夠正確表示電流一位移 （I — x）關(guān)系的是（ ） A B

7、 C D 圖 K28 — 11 8. 2012濟(jì)寧調(diào)研在如圖 K28 — 12甲所示的電路中，螺線管匝數(shù) n = 1 500，橫截面積S= 20 cm2.螺線管導(dǎo)線電阻 r = 1.0 Q, Ri = 4.0 Q, R2= 5.0 Q, C = 30獷?在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B按如圖乙所示的規(guī)律變化?求： （1） 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)定后電阻 Ri的電功率； （3） 斷開S后流經(jīng)R2的電荷量. 甲 乙 圖 K28 — 12 挑戰(zhàn)自我 9?如圖K28 — 13甲所示是一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)由一個半徑為 r =

8、0.1 m的50匝的線 圈套在永久磁鐵槽上組成，假設(shè)磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布 （如圖乙所示）?線圈運(yùn)動區(qū)域 1 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小均為 T，方向不變，線圈的總電阻為 2 Q,它的引岀線接有電阻為 8 Q 5 n 的電珠L,外力推動線圈的 P端，使線圈做往復(fù)運(yùn)動，便有電流通過電珠，當(dāng)線圈向右的位移隨時 間變化的規(guī)律如圖丙所示時 （x取向右為正）： （1）畫岀線圈中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象 （取電流從a^Ltb為正方向）； ⑵求在0.1 s?0.15 s內(nèi)推動線圈運(yùn)動過程中的作用力； （3）求該發(fā)電機(jī)的輸岀功率 （其他損耗不計(jì)）. 甲 乙 丙 圖 K28 — 1

9、3 △① AB AB 1. AC［解析］磁通量的變化率 = A^S,其中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 A即為B — t圖線的斜 率?由圖知前2s的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率 詈=2 T/s，故 △① —2 氣=2X 4X 10 2 Wb/s = 0.08 Wb/s，選項(xiàng) A 正 確?在開始的2 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B由2 T減到0,又從0向相反的方向增加到 2 T,故這2 s內(nèi)的磁 —? △① i 通量的變化量△ O= 2X 2 X 4X 10 2 Wb = 0.16 Wb，選項(xiàng)B錯誤.在開始的 2 s內(nèi)Ei= n== 2 s?4 s內(nèi)的電動勢，即 △①2 E2= n 忘 Ati 100 X

10、 0.08 V = 8 V，選項(xiàng)C正確?第3 s末的感應(yīng)電動勢等于 100 X 2 X 4X 10 — 2 V = 8 V，選項(xiàng) D 錯誤. BR-，與速度無關(guān)，應(yīng)為 2. C［解析］火車向右運(yùn)動通過線圈時，等效為磁場不動，線圈向左通過磁場?在線圈進(jìn)入磁 場時，根據(jù)右手定則可知線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流， b點(diǎn)電勢大于a點(diǎn)電勢，Uab為負(fù) 值；同理，可判斷線圈離開磁場時 Uab為正值，C正確. 3. C［解析］鐵芯內(nèi)的磁通量變化情況是相同的，金屬環(huán)的有效面積即鐵芯的橫截面積?根據(jù)法 △① _3 拉第電磁感應(yīng)定律有 E= n云=1 X 0.2 X 0.01 V = 2X

11、10 3 V ?又根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)中電流方向 為逆時針方向，選項(xiàng) C正確. 4. D［解析］感應(yīng)電流做周期性變化，方向改變而大小不變，因此可以判定產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場 在均勻變化，它隨時間的變化圖線應(yīng)是直線，選項(xiàng) C錯誤?考慮最初 0.5 s內(nèi)的情形，感應(yīng)電流為 負(fù)值，說明感應(yīng)電流沿逆時針方向，由安培定則知感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓衫愦味?律可知原磁場向里增強(qiáng)或向外減弱，即選項(xiàng) A錯誤.再考慮 0.5 s?1.5 s的情形，感應(yīng)電流為正 值，感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，由楞次定律可知原磁場向里減弱或向外增強(qiáng)，選項(xiàng) B錯 誤，選項(xiàng)D正確. 5. c［解析］在T?T

12、時間內(nèi)，感應(yīng)電流恒定，而正方形線框在進(jìn)入磁場的過程中切割磁感線的有 效長度發(fā)生變化，排除 A、B.而在T?T內(nèi)，C中直角扇形線圈在 0P邊上所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 P-O, D中直角扇形線圈在 0P邊上所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 0-P，C正確，D錯誤. E Blv 6. AD［解析］感應(yīng)電動勢 E = Blv，感應(yīng)電流I二R=~R，與速度成正比，選項(xiàng) A正確；產(chǎn)生的 2 B2l2v2l' B2l2l' 、 、 、、 Blvl' 熱量Q = I Rt=， ? = v，與速度成正比，選項(xiàng) B錯誤；通過任一截面的電荷量 q = It = ? R V R R v 外力大小應(yīng)與安培力相同，則外力

13、的功率 P = Fv = IlB 確. B2l2v2 ，與速度的平方成正比，選項(xiàng) 7. A［解析］在位移0?L的過程中，切割磁感線的有效長度均勻增加；在位移 L?2L的過程 中，線圈右邊切割磁感線的有效長度均勻減小，線圈左邊切割磁感線的有效長度均勻增加，整個線 圈切割磁感線的有效長度先減小后增大，在位移為 2L時達(dá)到最大；在位移 2L?3L的過程中，切割 磁感線的有效長度均勻減小，由 l = "R可知選項(xiàng)A正確. —2 — 5 8. (1)1.2 V (2)5.76 X 10 W (3)1.8 X 10 C ［解析］(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有 nW AB nS

14、AT 1.2 V. ⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律，有 E R1+ R2+ r 0.12 A 根據(jù)電功率公式，有 P= I2R1= 5.76 X 10 — 2W. ⑶斷開S后，流經(jīng)R2的電荷量即為 S閉合時電容器所帶的電荷量 Q. 電容器兩端的電壓 U = IR2 = 0.6 V 流經(jīng)的電荷量 Q = CU = 1.8 X 10 — 5 C. 9. (1)如圖所示 (2)0.8 N (3)0.64 W ［解析］(1)在0?0.1 s內(nèi)： 0.10 v1 0.1 m/s= 1 m/s. 1 ： 1,選項(xiàng)C錯誤；金屬棒運(yùn)動中受安培力的作用，為使棒勻速運(yùn)動, 1 Ei

15、= nBLvi = nB 2 冗r vi = 50 X -X2 nX).1 X1 V = 2 V 5 n Ei R總 A = 0.2 A , 方向?yàn)閎 t Lt a. 在 0.1 s?0.15 s 內(nèi)： 0.10 v2= m/s= 2 m/s E2 = nELV2= nB 2nv2 = 50 X 右*2冗力.1乂2 V = 4 V 5 n E2 4 R 總 2 + 8 A = 0.4 A 方向?yàn)閍tLtb. 圖象如圖所示. (2)外力勻速推動線圈，由平衡條件有： 1 0.8 N. F = F 安=nBl2L= nBI 2 2 冗r = 50 ~ X0.4 X2 nX.1 N 5 n ⑶感應(yīng)電流的有效值為 I，則有： 2 2 2 I2R X0.15 = 0.22RX0.1 + 0.42RX0.05 , 即 I2 = 2 A2. I2R=養(yǎng) X8 W = 0.64 W.