高考物理總復(fù)習(xí) 93專題：電磁感應(yīng)中的電路和圖象問(wèn)題課時(shí)作

1、【與名師對(duì)話】高考物理總復(fù)習(xí) 9.3專題：電磁感應(yīng)中的電路和圖象問(wèn)題課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-21(2013綏化調(diào)研)在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)面積不變的單匝金屬圓形線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場(chǎng)方向向上為正，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，下列選項(xiàng)中能正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是()解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律可知，在0，感應(yīng)電流的方向應(yīng)與圖示方向相反，即為負(fù)方向，故B、C錯(cuò)誤；在T，原磁場(chǎng)為反方向且磁場(chǎng)在增強(qiáng)，可判斷感應(yīng)電流方向與圖示方向相反，為負(fù)方向，且其大小為0時(shí)間內(nèi)的2倍，故A正確，D錯(cuò)誤答案：A2(2013蚌埠模擬)如圖所示，在x0

2、的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面(紙面)向里具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合令線框從t0時(shí)刻起由靜止開(kāi)始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较?隨時(shí)間t的變化圖線It圖可能是圖中的()解析：線框勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd邊切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，方向?yàn)樨?fù)；I，故D項(xiàng)正確答案：D3. 兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場(chǎng)，電阻R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和

3、磁通量的變化率分別是() A磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng)，B磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)，C磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱，D磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱， 答案：C4. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(dL)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)t0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域下列vt圖象中，可能正確描述上述過(guò)程的是()解析：由于導(dǎo)線框閉合，導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，其右側(cè)邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，

4、右側(cè)邊受到安培力作用，做減速運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)線框中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線框不受安培力作用，做勻速運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)線框右側(cè)邊開(kāi)始出磁場(chǎng)時(shí)，左側(cè)邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，左側(cè)邊受到安培力作用，導(dǎo)線框做減速運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)線框進(jìn)、出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，受到的安培力不斷減小，導(dǎo)線框的加速度不斷減小，所以可能正確描述導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度圖象是D.答案：D5. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與bac的平分線

5、垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是() 解析：設(shè)金屬棒MN向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，金屬棒電阻率為，金屬棒截面積為S，bac 2.在t時(shí)刻MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E2Bv2ttan，回路中電阻為R，由I可得：I，故選項(xiàng)A正確答案：A6(2013山東卷)將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是()解析：0時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉

6、第電磁感應(yīng)定律及楞次定律可得回路的圓環(huán)形區(qū)域產(chǎn)生大小恒定的、順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，根據(jù)左手定則，ab邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得T時(shí)間內(nèi)，ab邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到水平向右的恒定的安培力，故B項(xiàng)正確答案：B7. (2013四川卷)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Bkt(常量k0)回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央，定值電阻R1R0、R2.閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則()AR2兩端的電壓為B電容器的a極板帶正電C滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R

7、2的5倍D正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kL2解析：根據(jù)(部分電路)歐姆定律和電路的串、并聯(lián)知識(shí)可知，定值電阻R2兩端的電壓為U，故A選項(xiàng)正確；正方形導(dǎo)線框相當(dāng)于電源，根據(jù)楞次定律可知，定值電阻R1的左端與電源的正極相連，則電容器的b極板帶正電，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電路的串、并聯(lián)知識(shí)和純電阻的熱功率的計(jì)算公式PI2R可得，定值電阻R2的熱功率為PI(設(shè)流經(jīng)定值電阻R2的電流為I0)，滑動(dòng)變阻器R的熱功率為PI(2I0)25I5P，即滑動(dòng)變阻器R的熱功率是定值電阻R2熱功率的5倍，故C選項(xiàng)正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為ESr2k，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AC8. 如圖

8、所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一位于紙面內(nèi)的電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框分別從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的過(guò)程中(A導(dǎo)體框所受安培力方向相同B導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同C導(dǎo)體框ad邊兩端電壓相同D通過(guò)導(dǎo)體框截面的電荷量相同解析：將線框向左和向右拉出磁場(chǎng)，產(chǎn)生電流方向都為逆時(shí)針，由左手定則知，第一次ad邊受安培力向右，第二次bc邊受安培力向左，故A錯(cuò)誤；兩次產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)之比為13，所以電流之比為13，所用時(shí)間之比為31，由QI2Rt，可知兩次產(chǎn)生焦耳熱不同，故B錯(cuò)誤；第一次UabBLv，第二次UabBL3v，故C正確；由q知，兩次通過(guò)截面

9、的電荷量相同，故D正確答案：CD9(2013北京市朝陽(yáng)區(qū)高三綜合練習(xí))如圖1所示，虛線MN、MN為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的左右邊界，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，方向豎直向下邊長(zhǎng)為l的正方形閉合金屬線框abcd，以初速度v0沿光滑絕緣水平面向磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間線框通過(guò)了磁場(chǎng)區(qū)域已知lS2B圖2正確，且S1S2C圖3正確，且S3S4D圖3正確，且S3S4解析：線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流I1，所受安培力F1BIlma，線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，安培力的變化率減小，線圈穿出磁場(chǎng)時(shí)，安培力仍為阻力，線圈繼續(xù)減速，安培力F2的變化規(guī)律與F1相似，故圖3正確，其中S為線圈進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電

10、量q，而q相同，故S3S4，選項(xiàng)D正確答案：D10(2013南寧調(diào)研)如圖(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v03 m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)t0，此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 V，在t3 s時(shí)刻線框到達(dá)2位置開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)此過(guò)程中vt圖象如圖(b)所示，那么()At0時(shí)，線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25 VB恒力F的大小為1.0 NC線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為2 m/sD線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為1 m/s解析：UMNE0.75 V，故A錯(cuò)；在1 s3 s線框只受恒力F作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a0.5 m/s2，

11、所以Fma1 N，故B錯(cuò)；出磁場(chǎng)時(shí)恰好是進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的逆過(guò)程，所以線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度為2 m/s.答案：C11如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R2 的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線與阻值RL4 的小燈泡L連接在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)l2 m，有一阻值r2 的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示在t0至t4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t4 s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)已知從t0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生

12、變化求：(1)通過(guò)小燈泡的電流；(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小解析：(1)04 s內(nèi)，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ES0.52 V0.5 V此時(shí)燈泡中的電流IL A0.1 A(2)由于燈泡亮度沒(méi)有變化，故IL沒(méi)變化根據(jù)EBdvIULIIL解得v1 m/s答案：(1)0.1 A(2)1 m/s12(2013武漢市高中畢業(yè)生調(diào)研)如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見(jiàn)的兒童玩具，它在飛起時(shí)能夠持續(xù)閃爍發(fā)光某同學(xué)對(duì)竹蜻蜓的電路作如下簡(jiǎn)化：如圖乙所示，半徑為L(zhǎng)的導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過(guò)圓心O的金屬軸O1O2以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR，輻條互成120角在圓環(huán)左

13、半部分分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過(guò)電刷M，N與一個(gè)LED燈相連(假設(shè)LED燈電阻為r)其它電阻不計(jì)，從輻條OP進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中，求通過(guò)LED燈的電流；(2)求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，LED燈消耗的電能；(3)為使LED燈閃爍發(fā)光時(shí)更亮，可采取哪些改進(jìn)措施？(請(qǐng)寫出三條措施)提示：由n個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都相同的電池連成的并聯(lián)電池組，它的電動(dòng)勢(shì)等于一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)，它的內(nèi)電阻等于一個(gè)電池的內(nèi)電阻的n分之一解析：(1)輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中，OP、OQ均處在磁場(chǎng)中，電路的電動(dòng)勢(shì)為EBL2電路的總電阻為Rr由閉合電路歐姆定律，電路的總電流為I，通過(guò)LED燈的電流I1(2)設(shè)圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的周