2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)三十五電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題【含答案】

電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題[雙基鞏固練]1．[中考真題試卷·山東德州調(diào)研]如圖所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場方向垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化．t＝0時，P、Q兩極板電勢相等，兩極板間的距離遠小于環(huán)的半徑．經(jīng)時間t，電容器的P極板()A．不帶電B．所帶電荷量與t成正比C．帶正電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)D．帶負電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)2．(多選)一個閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中，設(shè)磁場方向向里為磁感應(yīng)強度B的正方向，線圈中的電流I的正方向為順時針．線圈及線圈中感應(yīng)電流I隨時間變化的圖線如圖所示，則磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖線可能是圖中的()3．[中考真題試卷·河南創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟聯(lián)考]如圖所示，線圈ABCD固定在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外．當(dāng)磁場變化時，發(fā)現(xiàn)線圈AB邊受安培力方向水平向右且恒定不變，則磁場的變化情況可能是圖中的()4．[中考真題試卷·湖北咸寧5月模擬](多選)如圖甲所示，兩條平行實線間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1T．一總電阻r＝0.2Ω的圓形線圈從恰好與左側(cè)實線接觸的位置開始向右做勻速直線運動．圓形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示．下列說法正確的是()A．圖形線圈的半徑R＝1mB．圓形線圈運動速度的大小v＝20m/sC．兩實線之間的水平距離L＝6mD．0.05s時刻，圓形線圈所受的安培力大小為400N5．[中考真題試卷·開封三模]如圖所示，豎直直線MN的右側(cè)有范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．正方形線框abcd的邊長為L，從t＝0時刻起線框在外力作用下從圖示位置由靜止水平向右勻加速運動．線框單位長度的電阻均相同，在運動過程中，線框c、d兩點間的電勢差Ucd隨時間變化的特點與下列圖象一致的是()6．如圖甲所示，正三角形導(dǎo)線框位于圓形有界勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場垂直紙面向里為正方向，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．下面說法正確的是()A．0～1s時間內(nèi)和5～6s時間內(nèi)，導(dǎo)線框中的電流方向相同B．0～1s時間內(nèi)和1～3s時間內(nèi)，導(dǎo)線框中的電流大小相等C．3～5s時間內(nèi)，AB邊受到的安培力沿紙面且垂直AB邊向上D．1～3s時間內(nèi)，AB邊受到的安培力大小不變7．[中考真題試卷·山東煙臺一中月考](多選)如圖所示為固定在絕緣斜面上足夠長的平行導(dǎo)軌，上端連接有電阻R，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，方向向上．一金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，以初速度v0沿導(dǎo)軌下滑．棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻、金屬棒電阻以及一切摩擦均不計．若t時刻，棒下滑的速度大小為v，電阻R消耗的熱功率為P，則下列圖象可能正確的是()[綜合提升練]8．[2021·河北邢臺開學(xué)](多選)如圖所示，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒cd固定在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上．t＝0時，棒ab以初速度v0向右運動，同時受到水平向右的恒力的作用．運動過程中，棒ab始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，速度用v表示，回路中的電流用I表示．導(dǎo)軌電阻不計，下列圖象中可能正確的是()9．(多選)如圖所示，兩光滑圓形導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，圓心均為O點，半徑分別為r1＝0.2m，r2＝0.1m，兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻相連，一長為r1的導(dǎo)體棒與兩圓形導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒一端固定在O點且以角速度ω＝100rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，兩圓形導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B＝2T的勻強磁場，不計導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒的電阻，下列說法正確的是()A．通過電阻的電流方向為b到aB．一個周期內(nèi)通過電阻的電荷量為0.03πCC．導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為4VD．當(dāng)r2減小而其他條件不變時，電阻中產(chǎn)生的焦耳熱減小10．某試驗列車按照設(shè)定的直線運動模式，利用計算機控制制動裝置，實現(xiàn)安全準(zhǔn)確地進站停車．制動裝置包括電氣制動和機械制動兩部分．圖1所示為該列車在進站停車過程中設(shè)定的加速度大小a車隨速度v的變化曲線．(1)求列車速度從20m/s降至3m/s經(jīng)過的時間t及行進的距離x.(2)有關(guān)列車電氣制動，可以借助圖2模型來理解．圖中水平平行金屬導(dǎo)軌處于豎直方向的勻強磁場中，回路中的電阻阻值為R，不計金屬棒MN及導(dǎo)軌的電阻．MN沿導(dǎo)軌向右運動的過程，對應(yīng)列車的電氣制動過程，可假設(shè)MN棒運動的速度與列車的速度、棒的加速度與列車電氣制動產(chǎn)生的加速度成正比．列車開始制動時，其速度和電氣制動產(chǎn)生的加速度大小對應(yīng)圖1中的P點．論證電氣制動產(chǎn)生的加速度大小隨列車速度變化的關(guān)系，并在圖1中畫出圖線．(3)制動過程中，除機械制動和電氣制動外，列車還會受到隨車速減小而減小的空氣阻力．分析說明列車從100m/s減到3m/s的過程中，在哪個速度附近所需機械制動最強？課時作業(yè)(三十五)1．解析：由于K>0，磁感應(yīng)強度均勻增大，所以感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，由右手螺旋定則，感應(yīng)電流方向逆時針，在電源內(nèi)部電流從負極流向正極，所以P極板為電源負極，帶負電，由U＝eq\f(ΔBS,Δt)＝K·πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2π）)2＝eq\f(KL2,4π)，q＝CU＝eq\f(KL2C,4π)，故選項D正確．答案：D2．解析：用排除法，根據(jù)楞次定律判斷：A圖T/4內(nèi)，磁場向外增加，感應(yīng)電流的方向是順時針，為正，A項錯誤．B圖T/2內(nèi)，感應(yīng)電流的方向一直是逆時針，為負，B項錯誤．同理判斷：C、D兩圖正確．答案：CD3．解析：本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的B-t圖象問題．由題意可知，線圈AB邊受安培力的方向水平向右，根據(jù)左手定則可知，感應(yīng)電流的方向由B到A，由楞次定律和右手定則可知，當(dāng)垂直紙面向外的磁場在增加時，會產(chǎn)生由B到A的感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律可得，I＝eq\f(ΔBS,ΔtR)，則線圈AB邊所受安培力的表達式F＝Beq\f(ΔB,ΔtR)SL，由于安培力的大小不變，因此Beq\f(ΔB,Δt)是定值，因磁感應(yīng)強度B增大，則eq\f(ΔB,Δt)應(yīng)減小，即B-t圖線的切線的斜率逐漸減小，D正確．答案：D4．解析：當(dāng)線圈直徑與邊界重合時，電動勢最大，且為Em＝B·2Rv＝40V，根據(jù)圖乙知，線圈從開始運動到全進入磁場所用的時間t＝0.1s，結(jié)合2R＝vt，解得v＝20m/s，R＝1m，A、B正確；線圈從全進入到剛要出磁場共用時t′＝0.1s，L＝2R＋vt′＝2×1m＋20×0.1m＝4m，C錯誤；0.05s時刻，電動勢為E＝40V，線圈有效切割長度為2R，此時感應(yīng)電流I＝eq\f(E,r)＝200A，則安培力的大小F＝BI·2R＝400N，D正確.答案：ABD5．解析：線框進入磁場的過程中，根據(jù)楞次定律分析可知，感應(yīng)電流的方向為逆時針，d點電勢高于c點電勢，Ucd<0；線框向右做勻加速運動，速度v＝at，線框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E＝BLv＝BLat，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLat,R)，c、d兩點間的電勢差Ucd＝－I×eq\f(1,4)R＝－eq\f(1,4)BLat，c、d兩點間的電勢差與時間成正比；線框完全進入磁場后，穿過線框的磁通量不變，線框c、d兩點間的電勢差Ucd＝－BLat，Ucd突然變大，且斜率變大，D正確．答案：D6．解析：0～1s時間內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度變大，穿過閉合回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，導(dǎo)線框中電流沿順時針方向；5～6s時間內(nèi)磁感應(yīng)強度減小，方向垂直紙面向里，穿過導(dǎo)線框的磁通量減小，由楞次定律知感應(yīng)電流沿順時針方向，A正確.0～1s時間內(nèi)和1～3s時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率不相等，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不等，由E＝IR知導(dǎo)線框中電流大小不相等，B錯誤.3～5s時間內(nèi)，磁場方向垂直紙面向里且增強，由楞次定律知感應(yīng)電流沿逆時針方向，根據(jù)左手定則AB邊受到的安培力沿紙面且垂直AB邊向上，C正確.1～3s時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率恒定，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流不變，但磁感應(yīng)強度均勻減小，所以AB邊受到的安培力均勻減小，D錯誤．答案：AC7．解析：金屬棒下滑的過程中受重力、導(dǎo)軌的支持力和沿斜面向上的安培力，若開始時安培力大于重力沿斜面向下的分力，金屬棒做減速運動，則由牛頓第二定律可知，a＝eq\f(\f(B2L2v,R)－mgsinθ,m)，隨著速度的減小，金屬棒的加速度逐漸減小，當(dāng)mgsinθ＝eq\f(B2L2v,R)時速度最小，以后金屬棒做勻速運動，B正確；同理可分析出若開始時安培力小于重力沿斜面向下的分力，金屬棒做加速度減小的加速運動，最后勻速運動，A錯誤；電阻R消耗的熱功率P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(B2L2v2,R)，C正確，D錯誤．答案：BC8．解析：設(shè)兩導(dǎo)軌間距為l，回路中的總電阻為R，當(dāng)水平恒力F<eq\f(B2l2v0,R)時，由牛頓第二定律可知，eq\f(B2l2v,R)－F＝ma，棒先做加速度減小的減速運動，后做勻速運動；當(dāng)水平恒力F>eq\f(B2l2v0,R)時，由牛頓第二定律可知，F(xiàn)－eq\f(B2l2v,R)＝ma，棒先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動，A、B正確．當(dāng)水平恒力F>eq\f(B2l2v0,R)時，棒先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動，由公式I＝eq\f(Blv,R)知，I先增大(增大得越來越慢)后不變，當(dāng)水平恒力F<eq\f(B2l2v0,R)時，棒先做加速度減小的減速運動，后做勻速運動，由公式I＝eq\f(Blv,R)知，I先減小(減小得越來越慢)后不變，C正確，D錯誤．答案：ABC9．解析：由右手定則可知，通過電阻的電流方向為a到b，選項A錯誤；導(dǎo)軌間導(dǎo)體棒在Δt時間內(nèi)掃過的面積ΔS＝(πreq\o\al(2,1)－πreq\o\al(2,2))·eq\f(ωΔt,2π)＝(req\o\al(2,1)－req\o\al(2,2))eq\f(ωΔt,2)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)軌間導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(BΔS,Δt)＝eq\f(1,2)B(req\o\al(2,1)－req\o\al(2,2))ω＝eq\f(1,2)×2×(0.22－0.12)×100V＝3V，通過電阻R的電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(3,2)A＝1.5A，一個周期內(nèi)通過電阻R的電荷量Q＝IT＝1.5A×eq\f(2π,ω)＝0.03πC，選項B正確；導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E′＝Br1eq\x\to(v′)＝Br1eq\f(0＋ωr1,2)＝4V，選項C正確；當(dāng)r2減小而其他條件不變時，導(dǎo)軌間導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E″＝BLeq\o(v,\s\up6(－）＝B(r1－r2)eq\f(ωr1－r2,2)變大，通過電阻的電流增大，電阻中產(chǎn)生的焦耳熱增大，選項D錯誤．答案：BC10．解析：(1)由圖1可知，列車速度從20m/s降至3m/s的過程加速度為0.7m/s2的勻減速直線運動，由加速度的定義式a＝eq\f(Δv,Δt)得t＝eq\f(Δv,a)＝eq\f(20－3,0.7)s＝eq\f(170,7)s≈24.3s由速度—位移公式v2－veq\o\al(/