《(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 課時75 電磁感應(yīng)中的圖象問題加練半小時》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 課時75 電磁感應(yīng)中的圖象問題加練半小時(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、75 電磁感應(yīng)中的圖象問題
[方法點(diǎn)撥] (1)產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極,電源兩端電壓為路端電壓.(2)Φ-t圖象、B-t圖象的斜率對應(yīng)電動勢大小及電流方向,其斜率不變或平行,感應(yīng)電動勢大小不變,電流方向不變.
1.(多選)(2017·山東泰安一模)矩形線框abcd固定放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖象如圖1所示.設(shè)t=0時刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,下列圖中i表示線圈中感應(yīng)電流的大小(規(guī)定電流沿順時針方向為正),F(xiàn)表示線框ab邊所受的安培力的大小(規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正),則下列圖象中可能正確的
2、是( )
圖1
2.(多選)(2018·湖南懷化博覽聯(lián)考)如圖2所示,一個“日”字形金屬框架豎直放置,AB、CD、EF邊水平且間距均為L,阻值均為R,框架其余部分電阻不計.水平虛線下方有一寬度為L的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.釋放框架,當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時框架恰好勻速,從AB邊到達(dá)虛線至線框穿出磁場的過程中,AB兩端的電勢差UAB、AB邊中的電流I(設(shè)從A到B為正)隨位移x變化的圖象正確的是( )
圖2
3.(2017·山西太原模擬一)如圖3甲中,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌放置在水平面上,間距為L,左端接電阻R,導(dǎo)軌電阻不計.整個裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻
3、強(qiáng)磁場中.將質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上.當(dāng)ab受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動時,F(xiàn)與金屬棒速度v的關(guān)系如圖乙.已知ab與導(dǎo)軌始終垂直且兩端接觸良好,設(shè)ab中的感應(yīng)電流為I,ab受到的安培力大小為FA,R兩端的電壓為UR,R的電功率為P,則下列圖中大致正確的是( )
圖3
4.(多選)( 2017·湖南長郡中學(xué)一模)在絕緣水平桌面上有MN、PQ兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間的距離為l,金屬棒ab和cd垂直放在導(dǎo)軌上,兩棒正中間用一根長l的絕緣細(xì)線相連.棒ab右側(cè)有一直角三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向豎直向下,三角形的兩條直角邊長均為l,整個裝置的俯
4、視圖如圖4所示.從圖示位置在棒ab上加水平拉力F,使金屬棒ab和cd向右勻速穿過磁場區(qū),則金屬棒ab中感應(yīng)電流i和絕緣細(xì)線上的張力大小F′隨時間t變化的圖象可能正確的是(金屬棒ab中電流方向由a到b為正)( )
圖4
5.(多選)(2018·四川瀘州一檢)如圖5甲所示,abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10 cm、總電阻為0.1 Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈,放在與線圈平面垂直的如圖所示的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,則以下說法正確的是( )
圖5
A.導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的是交變電流
B.在t=2.5 s時導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 V
C.在0~2 s內(nèi)通
5、過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20 C
D.在t=1 s時,導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時功率為10 W
6.如圖6所示,導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形磁場區(qū)域abcd,ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒,ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的2倍且方向相反,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計,下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向,安培力向左為正方向)( )
圖6
7.(多選)空間中存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域的橫截面為等腰直角三角形,底邊水平,其斜邊長度為L.一正方形導(dǎo)體框abcd的邊長也為L,開始正方形導(dǎo)體框的ab邊與磁
6、場區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合,如圖7所示.由圖示的位置開始計時,正方形導(dǎo)體框以平行于bc邊的速度v勻速穿越磁場.若導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流為i,a、b兩點(diǎn)間的電壓為Uab,感應(yīng)電流取逆時針方向為正,則導(dǎo)體框穿越磁場的過程中,i、Uab隨時間的變化規(guī)律的圖象正確的是( )
圖7
8.(多選)(2018·河南省八校第二次測評)如圖8所示,在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框,導(dǎo)線框右側(cè)有兩個寬度也為L的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向分別豎直向下和豎直向上.t=0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合,隨后導(dǎo)線框在外力作用下,以速度v勻速進(jìn)入并通過磁場區(qū)域.規(guī)定電流i
7、沿逆時針方向時為正,磁感線豎直向下時磁通量Φ為正,安培力的合力F向左為正.則以下關(guān)于Φ、i、F和導(dǎo)線框中的電功率P隨時間變化的圖象大致正確的是( )
圖8
9.(多選)(2017·山東濟(jì)寧一模)如圖9所示,在水平面內(nèi)有兩個光滑金屬“V”字形導(dǎo)軌,空間中存在垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場,其中導(dǎo)軌bac固定不動,用外力F使導(dǎo)軌edf向右勻速運(yùn)動,導(dǎo)軌間始終接觸良好,從圖示位置開始計時,下列關(guān)于回路中的電流I的大小和外力F的大小隨時間的變化關(guān)系正確的是( )
圖9
10.(多選)(2017·安徽省“皖南八?!钡诙温?lián)考)半徑為r、帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)
8、的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板A、B連接,兩板間距為d且足夠?qū)挘鐖D10甲所示.有一變化的磁場垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖乙所示.在平行金屬板A、B正中間有質(zhì)量未知、電荷量為q的帶電液滴,液滴在0~0.1 s處于靜止?fàn)顟B(tài),已知重力加速度為g.則以下說法正確的是( )
甲
乙
圖10
A.液滴帶正電
B.液滴的質(zhì)量為
C.第0.3 s時液滴的運(yùn)動方向改變
D.第0.4 s時液滴距初始位置距離為0. 08g(單位:米)
11.如圖11甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角,M、P兩端接一電阻為R的定值電阻,電阻
9、為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且棒兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好,其他部分電阻不計.整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.t=0時對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動,通過定值電阻R的電荷量q隨時間的平方t2變化的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量Φ、金屬棒的加速度a、外力F、通過電阻R的電流I隨時間t變化的圖象中正確的是( )
圖11
答案精析
1.AC
2.AC [0~L過程中,此時AB相當(dāng)于內(nèi)阻為R為電源,B為電源正極,電勢較高,AB兩端的電勢差為路端電壓,設(shè)為-U,
此時由閉合電路歐姆定律有:I
10、=,U=I·R=,
其中E為電源電動勢,I為電路總電流;
L~2L過程中,CD相當(dāng)于內(nèi)阻為R的電源,
此時UBA=E-IR=E=U,所以UAB=-U;
2L~3L過程中,EF相當(dāng)于內(nèi)阻為R為電源,
此時UBA=E-IR=E=U,所以UAB=-U,
則A圖象符合,A項正確,B項錯誤;
0~L過程中,因為AB邊剛進(jìn)入磁場時框架恰好勻速,
由受力平衡可知,電流方向從A到B,
此時電流I1==;
L~2L過程中,CD相當(dāng)于內(nèi)阻為R的電源,電流方向從B到A,
此時電流I2=-I1=-;
2L~3L過程中,EF相當(dāng)于內(nèi)阻為R的電源,電流方向從B到A,
此時電流I3=-I1=-,
11、
則C圖象符合,C項正確,D項錯誤.]
3.A 4.AC
5.ACD [在0~2 s內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為=1 T/s,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1=nS=
100×0.12×1 V=1 V,感應(yīng)電流方向為逆時針方向;在2~3 s內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率大小為=2 T/s,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2=nS=100×0.12×2 V=2 V,感應(yīng)電流方向為順時針方向.導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為方波交變電流,選項A正確.在t=2.5 s時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2=2 V,選項B錯誤.在0~2 s內(nèi),感應(yīng)電流I==10 A,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q=IΔt=2
12、0 C,選項C正確.在t=1 s時,導(dǎo)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的瞬時功率P=UI=I2R=102×0.1 W=10 W,選項D正確.]
6.A [由E=BLv可知,導(dǎo)體棒由b運(yùn)動到ac過程中,切割磁感線有效長度L均勻增大,感應(yīng)電動勢E均勻增大,由歐姆定律可知,感應(yīng)電流I均勻增大.由右手定則可知,感應(yīng)電流方向由M經(jīng)R到N,由左手定則可知,導(dǎo)體棒所受安培力水平向左,大小不斷增大,故B、C、D項錯誤,A項正確.]
7.AD [由楞次定律可知,導(dǎo)體框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向為逆時針,出磁場時感應(yīng)電流的方向為順時針,由E=BLv可知i==,導(dǎo)體框進(jìn)、出磁場時,有效切割長度均由L逐漸變?yōu)榱?,所以電流也均是從大?/p>
13、小,A正確,B錯誤;剛進(jìn)磁場時ab邊為電源,Uab為負(fù)值,且大小為BLv,進(jìn)磁場后Uab均勻減小,cd邊剛到磁場區(qū)域橫截面的斜邊時ab邊不是電源,電流從b到a,Uab為負(fù)值,且大小為,繼續(xù)運(yùn)動直到導(dǎo)體框出磁場的過程中Uab均勻減小,C錯誤,D正確.]
8.BD 9.AD
10.ABD [根據(jù)楞次定律可知,在0~0.1 s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢下板為正,液滴處于平衡狀態(tài)時,可知液滴帶正電,選項A正確;在0~0.1 s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=S=×πr2=0.1πr2;對液滴mg=q,解得m=,選項B正確;0.1~0.2 s時電動勢的方向發(fā)生改變,則液滴向下做加速運(yùn)動,0.2~0.3 s
14、時電動勢的方向不變,液滴繼續(xù)向下加速運(yùn)動,0.3~0.4 s時,電動勢的方向發(fā)生改變,液滴向下做勻速運(yùn)動,運(yùn)動方向未改變,選項C錯誤;液滴向下加速運(yùn)動的加速度為mg+q=ma,解得a=2g,0.1~0.3 s內(nèi)液滴向下加速運(yùn)動的位移x1=at2=×2g×0.22 m=0.04g m;在0.3 s時刻液滴的速度v=at=2g×0.2 m/s=0.4g m/s;0.3~0.4 s內(nèi)液滴勻速運(yùn)動,故位移為x2=vt′=0.4g×0.1 m=0.04g m,故第0.4 s時液滴距初始位置距離為0.08g(單位:米),選項D正確.]
11.C [設(shè)金屬導(dǎo)軌間的距離為l,金屬棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的位移為x,由題圖乙可得q=t==kt2,x=t2,故金屬棒做勻加速直線運(yùn)動,B錯誤;由Φ=Bl可知,A錯誤;回路中的電流I=t,由牛頓第二定律有F-mgsinθ-BIl=ma,故有F=t+mgsinθ+ma,C正確,D錯誤.]
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