高中物理-電磁感應(yīng)中的圖象選擇題練習

高中物理-電磁感應(yīng)中的圖象選擇題練習.如圖甲所示，在水平面上固定有平行長直金屬導軌ab、cd,bd端接有電阻R。導體棒ef垂直軌道放置在光滑導軌上，導軌電阻不計。導軌右端區(qū)域存在垂直導軌面的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻，導體棒以速度v。從導軌的左端開始向右運動，經(jīng)過時間2to開始進入磁場區(qū)域，取磁場方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度B的正方向，回路中順時針方向為電流正方向，則回路中的電流隨時間t的變化規(guī)律圖像可能是()r L)【參考答案】A【名師解析】由題圖乙可知,在口?2翻寸間內(nèi)，回路中磁通量變化率和二蘭二耳，為常數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感咫定律，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢m為常數(shù)，則回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流為常麴，根據(jù)楞次定律可判斷出回路中感應(yīng)電滂方向為逆時針方向，即感應(yīng)電流為負值且恒定,可排除圖瓦內(nèi)在大于2由時間內(nèi)，導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，導體棒受到安培力作用,做加速度逐漸減小的減速運動】其感應(yīng)電流隨時間變化應(yīng)該為曲線，所以圖A正確，圖C錯誤。.在如圖所示的豎直平面內(nèi)，在水平線MN的下方有足夠大的勻強磁場，一個等腰三角形金屬線框頂點C與MN重合，線框由靜止釋放，沿軸線DC方向豎直落入磁場中。忽略空氣阻力，從釋放到線框完全進入磁場過程中，關(guān)于線框運動的vt圖像，可能正確的是()【參考答案】C【名師解析】線框進入磁場過程中受到的安培力F=BIL=—，線框切割磁感線的有效長K . B212V 度1增大、安培力增大，由牛頓第二定律得：mg—F=ma,得a=g—e，線框由靜止加速，mK由于1、V不斷增大，a不斷減小，則線框做加速度減小的加速運動，故C正確。.（多選）如圖所示，M、N為同一水平面內(nèi)的兩條平行長直導軌，左端串接電阻R,金屬桿ab垂直導軌放置，金屬桿和導軌的電阻不計，桿與導軌間接觸良好且無摩擦，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中。現(xiàn)對金屬桿施加一個與其垂直的水平方向的恒力F,使金屬桿從靜止開始運動。在運動過程中，金屬桿的速度大小為v,R上消耗的總能量為E,則下列關(guān)于v、E隨時【名師解析】對金屬桿時施加一個與其垂直的水平方向的恒力吊使金屬桿從靜止開始運動口由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流j受到隨速度的增大而增大的安培力作用,所以金屬桿做加速度逐漸減小的加速運動，當安培力增大到等于水平方向的恒力F時，金屬桿做勻速直線運動，圖像A正確，B錯誤口由功能關(guān)系如，開始水平方向的恒力F做的功一部分使金屬桿動能增大，另一部分轉(zhuǎn)化為電能，袖電阻￡消耗掉J當金屬桿勻速運動后，水平方向的恒力F所做的功等于，上消耗的總能量&因此爐￡圖像可能正確的是Do.（多選）如圖所示，導體棒沿兩平行導軌從圖中位置以速度V向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強度是左側(cè)的2倍且方向相反，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關(guān)于導體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時間變化的圖像正確的是（規(guī)定電流由M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向）（）【參考答案】AC【名師解析】導體棒在左半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向上，電流M經(jīng)R到N為正值，且逐漸變大，導體棒在右半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向下，電流為負值，且逐漸減小，且滿足經(jīng)過分界線時感應(yīng)電流大小突然加倍，A正確，B錯誤；第一段時間內(nèi)安培力大小?'=3工812,第2段時間內(nèi)F=2BILzL2,C正確，D錯誤。.（多選）如圖所示，為三個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為L在磁場區(qū)域的左側(cè)邊界處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時的磁通量①為正值，外力F向右為正。則以下能反映線框中的磁通量①、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化規(guī)律圖象的是（）【參考答案】ABD【名師解析】當線框運動工時開始進入磁場，磁通量開始增加，當全部進入時達最大j此后向內(nèi)的磁通量增加，總磁通量減小S當運動到L5Z時，磁通量最小r當運動到2L時磁通量變?yōu)橄蚶锏淖畲?，故人正確j當線圈進入第一個磁場時，由上;雙?？芍?，E保持不變，感應(yīng)電動勢力順時針方向；而開始進入第二個磁場時，兩端同時切割磁感線，電動勢應(yīng)為M方向為逆時針方向為正值，故E正確S因安培力總是與運動方向相反，故拉力應(yīng)一直向右,故￡錯誤；拉力的功率口二卬，因速度不變，而在線框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值J兩邊分別在兩個磁場中時，F(xiàn)妻=23-竽=4啥，因此安培力變4倍，則拉力的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確$故選4B.D。.圖甲為固定在勻強磁場中的正三角形導線框abc,磁場的方向與導線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向，abca的方向為線框中感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向。關(guān)于線框中的電流I與ab邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象（圖中不考慮2s末線框中的電流及ab邊的受力情況），下列各圖正確的是（）【參考答案】AD【名師解析】根據(jù)歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可知:片同言X卷1=品又由楞次定律可知，在0?1m和3is時間段，感應(yīng)電流均取正值，所以選項從正確，B錯誤；城邊所受安培力4￡乩=而全=華'笑=弩'上在。?1m時間段內(nèi)，通過初邊的感應(yīng)電流從甘到仇根據(jù)左手定則可知，安培力水」Tt」T平向右，又根據(jù)S-才圖象的斜率上不孌，所以斤尻選項c錯誤，D正確-

.如圖甲所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的銅圓環(huán)，規(guī)定從上向下看時,銅環(huán)中的感應(yīng)電流I沿順時針方向為正方向.圖乙表示銅環(huán)中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象,則磁場B隨時間t變化的圖象可能是下圖中的（ ）【名師解折】根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流在銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場在。1區(qū)內(nèi)是與上方向相反，故外磁場在增強］又感應(yīng)電流恒定［故感應(yīng)電動勢不變［磁場均勻變化］選項人6口錯誤..如圖所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊長為2L，高為L。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場，左側(cè)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小均為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿順時針的感應(yīng)電流方向為正，則下列表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標）x變化的圖象正確的是（【參考答案】D【名師解析】【解析】試題分析：從邊的位置坐標K在L到2L過程,線框be邊有效切線長度為l=x-L,感應(yīng)電動勢為E=Biv=￡（x-L）v、感應(yīng)電流E=Biv=￡（x-L）v、感應(yīng)電流i=J-，根據(jù)楞次定律判斷出來感應(yīng)電流方向沿a-bfcfdfa,為正值5笈在2L到此過程，虱邊和be邊都切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，穿過線框的磁通量增大，總的磁感線方向向里，根據(jù)楞次定律判斷出來感應(yīng)電流方向沿afdfcfbfw,為負值,線框觀邊有效切線長度為1二L感應(yīng)電動勢為四=封和=血邛，感應(yīng)電流I=x在孔到4L過程，線框式邊有效切線長度為1=L-（x-3L）=亂-刈感應(yīng)電動勢為E=B&=￡（2L-x>,感應(yīng)電流'EQ.研,根據(jù)楞次定律判斷出來感應(yīng)電流方向沿a-bfcfd-a,為正值5由以上分析可知』本題選D。考點：全電路歐姆定律；法拉第電磁感應(yīng)定律?！久麕燑c睛】本題關(guān)鍵確定線框有效的切割長度與X的關(guān)系，再結(jié)合數(shù)學知識選擇圖象。首先根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，再分段確定線框有效的切割長度，分析線框中感應(yīng)電動勢的大小與位置坐標的關(guān)系。線框的電阻一定，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢成正比。9如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN,PQ所在平面與水平面成0角，MP間接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上。t=0時刻對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動，通過電阻R的電荷量q與時間的二次方（/2）變化關(guān)系如圖乙所示。則下列關(guān)于金屬棒克服安培力做功的功率P,加速度a，受到的外力F及通過金屬棒的電流I隨時間變化的圖像正確的是（）【參考答案】CD【參考答案】CD【名師解析】設(shè)金屬棒長為L.由乙圖象得，,二〃二會”修2二屋2，k是比例系數(shù).知加速度a不變,故A錯誤；克服安培力做功的功率P二,卷二鞭于t2,故P-t線應(yīng)為曲線，選項A錯誤；由牛頓運動定律知F-F-mgsinO=ma,知F=B2Lv+mgsinO+ma,v隨安 R+r時間均勻增大，其他量保持不變，故F隨時間均勻增大，故C正確；通過導體棒的電流I=匹=BLa-t,I-t圖象為過原點直線，故D正確R+rR+r故選CD?？键c：牛頓第二定律；法拉第電磁感應(yīng)定律；安培力【名師點睛】對于圖象問題一定弄清楚兩坐標軸的含義，尤其注意斜率、截距的含義，對于復(fù)雜的圖象可以通過寫出兩坐標軸所代表物理量的函數(shù)表達式進行分析；此題中應(yīng)該首先搞清q-t2圖線的函數(shù)關(guān)系，得到導體棒是做勻加速運動，問題就好辦了.10如圖所示，平行于y軸的長為2R的導體棒以速度v向右做勻速運動，經(jīng)過由兩個半徑均為R的半圓和中間一部分長為2R、寬為R的矩形組合而成的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域。則能正確表示導體棒中的感應(yīng)電動勢E與導體棒的位置x關(guān)系的圖象是（）*x

【參考答案】A【名師解析】0?R階段E=BL有效v,根據(jù)幾何知識可知：L有效=2*2m-Y,所以E=2B*2故-Yv,由幾何知識可知，該圖像是圓心在乂軸上的一段圓弧，故A選項正確?？键c：法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點睛】本題考查了電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合，對于復(fù)雜圖象問題注意依據(jù)物理規(guī)律寫出兩坐標軸之間的函數(shù)關(guān)系。11.如圖所示，光滑水平面上放置一平行金屬導軌，其左端與平行板電容器C相連，一金屬棒垂直金屬導軌放置，整個裝置處于垂直導軌平面向上的勻強磁場中?，F(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的恒力F作用，使金屬棒由靜止開始運動，不計導軌及金屬棒的電阻，則下面關(guān)于金屬棒運動的速度v、加速度a、電容器兩板間的電勢差U、極板所帶電量Q隨時間t變化關(guān)系圖象中，正確的是（）【參考答案】BD【名師解析】【解析】P_DJT試題分析二金屬棒做勻加速直線運動，棍藉牛頓第二定律；mI電流的定義式；1二絲A<rCU△f輯據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:U=BLAv整理以上式子得：/二￡U整理以上式子得：/二￡U所以有1= 蟋項A錯翔B正麻電容器兩板間的電勢差的。錯誤，極板所帶電量□二C"二CBL叫選項D正確;散選BD考點：牛頓第二定律；法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點睛】本題是導體在導軌上滑動的類型，考查牛頓第二定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，類似于汽車的起動問題，抓住安培力大小與速度大小成正比，進行動態(tài)分析。12如圖所示，在第一象限有一邊長為L的等邊三角形勻強磁場區(qū)域。在第二象限有一平行于y軸的長為L的導體棒沿x軸正方向以速度v勻速通過磁場區(qū)域。下列關(guān)于導體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E隨x變化的圖象正確的是（）

0.5BLv【參考答案】DBLv0.5BLv【參考答案】DBLv【名師解析】當線圈進入磁場，時，當冷：0.5L時，導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E寸風加世】當口.5L時，可得E=(L8?EM當Q0.5L時，導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Bv(L-x}tan&OP,對比四個選項可知,D正確；故選D.考點：法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點睛】此題是對法拉第電磁感應(yīng)定律的考查；解題的關(guān)鍵是找到感應(yīng)電動勢和進入磁場的距離x之間的函數(shù)關(guān)系，尤其是正確確定導體切割磁感線的有效長度.10

.如圖甲所示，正三角形導線框abc固定在磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。t=0時刻磁場方向垂直紙面向里，在0?4s時間內(nèi)，線框ab邊所受安培力F隨時間t邊所受安培力F隨時間t變化的關(guān)系【參考答案】A【名師解析】「在,感應(yīng)電動勢為：&=嗯=除為定值5感應(yīng)電流：為定值j安培力已叫L6曲由于B逐漸減小到零，故安培力逐漸減小到零,根據(jù)楞次定律可知，線圈砧邊所受的安培力向左，為正,同理：感應(yīng)電動勢為：及=胃=取,為定值j感應(yīng)電流：入吟=乎為定值」安培力KBLLsSj由于B逐漸增大，故安培力逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈曲邊所受的安培力向右，為負；黜V5內(nèi)，感應(yīng)電動勢為:E2=S^=2SBq,為定值；感應(yīng)電流：&二§=第，為定值；安培力F=BI2LocB,由于B逐漸減小到零，故安培力逐漸減小到零：由于B逐漸減小到零，故通過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電漪要阻礙磁通量瀛小，有擴張趨勢，故安培力向外，即曲邊所受安培力向左n為正，故人正確】阮D錯誤5故選A.考點：法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點睛】本題根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力公式判斷安培力大小情況；根據(jù)楞次定律判斷安培力方向；解題時要分時間段處