2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修2.2.2法拉第電磁感應(yīng)定律圖像問題（含答案）

2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修2.2.2法拉第電磁感應(yīng)定律圖像問題（含答案）2.22法拉第電磁感應(yīng)定律圖像問題原卷版一、【圖像問題知識點(diǎn)梳理】1.常見圖像問題圖像類型①磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像，即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像和I-t圖像。②對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)線位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像常見問題類型①由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像。②由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識左手定則、右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等2.解決圖像問題的一般步驟(1)明確圖像的種類：①隨時間t變化的圖像，如B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像、I-t圖像、U-t圖像、F安-t圖像、F外-t圖像等；②隨位移x變化的圖像，如E-x圖像、I-x圖像等。(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程。(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系。(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等知識寫出函數(shù)關(guān)系式，一般按照E=Blv→I=ER+r→U外=IR→F安=BIl→P安=F安v(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等。(6)畫圖像或判斷圖像?！緢D像問題知識點(diǎn)舉一反三練習(xí)】1．如圖，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，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞l）的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動并穿過磁場，在穿過磁場區(qū)域過程中，下列描述該過程的v—x（速度—位移）圖像中，可能正確的是（）A．B．C． D．2．矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流i的正方向，下列各圖中正確的是（）A．B．C． D．3．如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場；一個邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框．在t=0時，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時針方向為正．下列表示i-t關(guān)系的圖示中，可能正確的是A．B．C．D．4．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．用力使MN向右勻速運(yùn)動，從圖示位置開始計時，運(yùn)動中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線．可能正確的是A． B． C． D．5．如圖所示，在PO、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場、磁場方向均垂直于紙面．一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合，導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示．從t＝0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域．以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢ε的正方向，以下四個ε－t關(guān)系示意圖中正確的是(

)A．B．C． D．6．如圖，EOF和E′O′F′為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，OO′間的距離為L；磁場方向垂直于紙面向里．一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿OO′方向勻速通過磁場，t=0時刻恰好位于圖示位置．規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正，則感應(yīng)電流i與時間t的關(guān)系圖線可能正確的是（）A．B．C． D．7．如圖，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；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動．t＝0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域．下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是()A．B．C．D．8．如題圖所示，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動，t=0時刻，其四個頂點(diǎn)M′、N′、P′、Q′恰好在磁場邊界中點(diǎn)，下列圖像中能反映線框所受安培力F的大小隨時間t變化規(guī)律的是（

）A．B． C． D．9．如圖所示，為一折線，它所形成的兩個角和均為，折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場，其方向垂直于紙面向里，一邊長為的正方形導(dǎo)線框沿垂直于的方向以速度v向上做勻速直線運(yùn)動，在時刻恰好位于圖中所示的位置，以逆時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間（）關(guān)系的是（時間以為單位）（）A．B．C．D．10．如圖所示，一邊長為L的均質(zhì)正方形金屬線框abcd，以恒定的速率v水平向右通過寬度為2L的垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則金屬線框從距磁場左邊界L處到穿出磁場過程，若以順時針電流為正方向，則線框中的電流隨位移圖像的是（）

A．

B．

C．

D．

11．如圖所示，一個粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x軸運(yùn)動，磁場方向垂直紙面向里。從線圈進(jìn)入磁場開始計時，直至完全進(jìn)入磁場的過程中，設(shè)bc邊兩端電壓為U，線框受到的安培力為F，線框的熱功率為P，通過ab邊的電荷量為q。下列關(guān)于U、F、P、q隨時間t變化的關(guān)系圖像正確的是（

）

A．

B．

C．

D．

12．如圖所示，在光滑的水平桌面上放置有一個由同種材料制成的粗細(xì)均勻的金屬線框，總電阻為R。，，各邊交界處均為直角。豎直向下的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其左邊界與線框邊平行，其他方向上足夠?qū)拸V。外力作用下，讓線框沿方向以速度勻速進(jìn)入磁場，邊與磁場左邊界重合時開始計時，則金屬線框進(jìn)入磁場的整個過程中，A、C間電勢差，邊所受安培力F隨時間t變化的圖像中正確的是（）A．B．C． D．13．一有界區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為L；一個高為L的梯形導(dǎo)體框在外力作用下以速變v向右勻速穿過磁場。設(shè)時刻邊位于磁場左邊界，規(guī)定向左為安培力正方向。下列線框所受安培力F隨時間t的變化規(guī)律正確的是（）A．B．C． D．14．如圖所示，一正方形金屬線框邊長為，從磁場上方某一高度自由下落，磁場邊界寬為，則線框從進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，線框速度隨時間變化的圖像可能是（）A．B．C． D．15．（多選題）如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場在y軸方向足夠?qū)?在x軸方向?qū)挾葹閍。一直角三角形導(dǎo)線框ABC（BC邊的長度為a）從圖示位置向右勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在下圖中感應(yīng)電流i、BC兩端的電壓UBC與線框移動的距離x的關(guān)系圖像正確的是（）A．B．C．D．16．（多選題）如圖所示，兩個相鄰的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、，磁場方向分別為垂直紙面向外、向里，兩磁場邊界均與軸垂直且寬度均為，在軸方向足夠長?，F(xiàn)有一邊長為的正方形導(dǎo)線框，從圖示位置開始，在外力的作用下沿軸正方向勻速穿過磁場區(qū)域，在運(yùn)動過程中，對角線始終與軸平行。線框中感應(yīng)電動勢的大小為、感應(yīng)電流i的大小、線框所受安培力的大小為。下列關(guān)于、i、隨線框向右勻速運(yùn)動距離的圖像正確的是（）

A．B．

C．D．

17．（多選題）如圖,一有界區(qū)域內(nèi),存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度均為L，邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方向，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是圖（

）A．B．C． D．18．（多選題）如圖，正方形閉合導(dǎo)線框在邊界水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上方，由不同高度靜止釋放，用、分別表示線框邊和邊剛進(jìn)入磁場的時刻，用、分別表示線框邊和邊剛出磁場的時刻．線框下落過程中形狀不變，邊始終保持與磁場水平邊界平行，線框平面與磁場方向垂直．設(shè)磁場區(qū)域的寬度大于線框的邊長，不計空氣阻力的影響，則下列反映線框下落過程中速度隨時間變化規(guī)律的圖象有可能的是A．B．C． D．2.22法拉第電磁感應(yīng)定律圖像問題解析版一、【圖像問題知識點(diǎn)梳理】1.常見圖像問題圖像類型①磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像，即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像和I-t圖像。②對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)線位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像常見問題類型①由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像。②由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識左手定則、右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等2.解決圖像問題的一般步驟(1)明確圖像的種類：①隨時間t變化的圖像，如B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像、I-t圖像、U-t圖像、F安-t圖像、F外-t圖像等；②隨位移x變化的圖像，如E-x圖像、I-x圖像等。(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程。(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系。(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等知識寫出函數(shù)關(guān)系式，一般按照E=Blv→I=ER+r→U外=IR→F安=BIl→P安=F安v(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等。(6)畫圖像或判斷圖像?！緢D像問題知識點(diǎn)舉一反三練習(xí)】1．如圖，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，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞l）的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動并穿過磁場，在穿過磁場區(qū)域過程中，下列描述該過程的v—x（速度—位移）圖像中，可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】線圈進(jìn)入磁場時，設(shè)某時刻進(jìn)入磁場的距離為x，此時線圈的速度為v，則由動量定理其中則當(dāng)完全進(jìn)入磁場后，不受到安培力，所以做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)出磁場時，速度v與位移x的關(guān)系與進(jìn)入磁場相似。故選B。2．矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流i的正方向，下列各圖中正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】由B-t圖像可知，0～1s內(nèi)，B垂直紙面向里逐漸增大，則穿過的線圈磁通量向里逐漸增加，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向，即電流為正方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知其中均恒定，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定；1～2s內(nèi)，B垂直紙面向里逐漸減小，穿過的線圈磁通量向里逐漸減小，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流沿順時針方向，即電流為負(fù)方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知其中均恒定，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定；2～3s內(nèi)，B垂直紙面向外逐漸增大，穿過的線圈磁通量向里逐漸增加，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流沿順時針方向，即電流為負(fù)方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知其中均恒定，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定。由于1～2s內(nèi)與2～3s內(nèi)相同，則在這兩段時間內(nèi)，感應(yīng)電動勢相同，感應(yīng)電流相同；3～4s內(nèi)，B垂直紙面向外逐漸減小，穿過的線圈磁通量向外逐漸減小，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向，即電流為正方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知其中均恒定，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定，故選C。3．如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場；一個邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框．在t=0時，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時針方向為正．下列表示i-t關(guān)系的圖示中，可能正確的是A． B．C． D．【答案】C【詳解】從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，感應(yīng)電流也逐漸增大，如圖的位置Ⅰ；從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場邊界，切割磁感線的有效長度不變，感應(yīng)電流不變，如圖的位置Ⅰ→Ⅱ；當(dāng)正方形線框下邊部分離開磁場，上邊尚未進(jìn)入磁場過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸減小，感應(yīng)電流也逐漸減小，如圖的位置Ⅱ→Ⅲ；當(dāng)正方形線框下邊部分繼續(xù)離開磁場，上邊也進(jìn)入磁場過程中，上下兩邊線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，感應(yīng)電流減小得更快，當(dāng)上下兩邊在磁場中長度相等，感應(yīng)電動勢為零，如圖的位置Ⅲ→Ⅳ；以后的過程與上述過程相反，故正確的選項為C．4．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．用力使MN向右勻速運(yùn)動，從圖示位置開始計時，運(yùn)動中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線．可能正確的是A． B． C． D．【答案】A【詳解】試題分析：設(shè)，單位長度電阻為,則MN切割產(chǎn)生電動勢,回路總電阻為,由閉合電路歐姆定律得：,與時間無關(guān)，是一定值，故A正確，BCD錯誤．考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律【名師點(diǎn)睛】MN切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，L越來越大，回路總電阻也增大，根據(jù)電阻定律可求，然后利用閉合電路歐姆定律即可求解．5．如圖所示，在PO、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場、磁場方向均垂直于紙面．一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合，導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示．從t＝0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域．以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢ε的正方向，以下四個ε－t關(guān)系示意圖中正確的是(

)A． B．C． D．【答案】C【詳解】以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢ε的正方向，即以逆時針為正方向在第一階段，只有bc切割向外的磁感線，由右手定則知電動勢為負(fù)，大小為在第二階段，bc切割向里的磁感線，由右手定則知電動勢為逆時針方向，同時de切割向外的磁感線，由右手定則知電動勢為順時針方向，大小為均是，等效電動勢為零在第三階段，de切割向里的磁感線同時af切割向外的磁感線，由右手定則知兩個電動勢同為逆時針方向，等效電動勢為在第四階段，只有af切割向里的磁感線，由右手定則知電動勢為順時針方向，等效電動勢大小為。故選C。6．如圖，EOF和E′O′F′為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，OO′間的距離為L；磁場方向垂直于紙面向里．一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿OO′方向勻速通過磁場，t=0時刻恰好位于圖示位置．規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正，則感應(yīng)電流i與時間t的關(guān)系圖線可能正確的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】運(yùn)用E=BLv找出感應(yīng)電動勢隨時間變化的情況．其中L為切割磁感線的有效長度．根據(jù)右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向．【詳解】在整個正方形導(dǎo)線框通過磁場的過程中，切割磁感線的邊框為兩豎直邊框，兩水平邊框不切割磁感線．由于正方形導(dǎo)線框沿OO′方向勻速通過磁場，①從開始到左邊框到達(dá)O′之前，進(jìn)入磁場切割磁感線的有效長度隨時間均勻增加，根據(jù)E=BLv得出感應(yīng)電動勢隨時間也均勻增加，由于電阻不變，所以感應(yīng)電流i也隨時間均勻增加．根據(jù)右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向，結(jié)合導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正，得出開始為正方向．②當(dāng)左邊框到達(dá)OO′之后，由于進(jìn)入磁場切割磁感線的有效長度不變，所以感應(yīng)電流i不變．③當(dāng)左邊框到達(dá)OO′中點(diǎn)，右邊框即將進(jìn)入磁場切割磁感線，由于左邊框的切割磁感線的有效長度在減小，而右邊框切割磁感線有效長度在增大，而左右邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，所以整個感應(yīng)電動勢隨時間也均勻減?。墚?dāng)左邊框到達(dá)距O點(diǎn)時，左右邊框切割磁感線的有效長度相等，此時感應(yīng)電動勢為0，再往后跟前面過程相反．故A、C、D錯誤，B正確．故選B．【點(diǎn)睛】注意分析正方形導(dǎo)線框運(yùn)動過程中切割磁感線的有效長度變化情況．規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正，反過來即為負(fù)值．7．如圖，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；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動．t＝0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域．下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是()A． B．C． D．【答案】D【詳解】線框進(jìn)入磁場時，由右手定則和左手點(diǎn)則可知線框受到向左的安培力，由于，則安培力減小，故線框做加速度減小的減速運(yùn)動；同理可知線框離開磁場時，線框也受到向左的安培力，做加速度減小的減速運(yùn)動；線框完全進(jìn)入磁場后，線框中沒有感應(yīng)電流，不再受安培力作用，線框做勻速運(yùn)動，本題選D．8．如題圖所示，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動，t=0時刻，其四個頂點(diǎn)M′、N′、P′、Q′恰好在磁場邊界中點(diǎn)，下列圖像中能反映線框所受安培力F的大小隨時間t變化規(guī)律的是（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】第一段時間從初位置到M′N′離開磁場，圖甲表示該過程的任意一個位置切割磁感線的有效長度為M1A與N1B之和，即為M1M′長度的2倍，此時電動勢E=2Bvtv線框受的安培力F=2BIvt=圖像是開口向上的拋物線，如圖乙所示線框的右端M2N2剛好出磁場時，左端Q2P2恰與MP共線，此后一段時間內(nèi)有效長度不變，一直到線框的左端與M′N′重合，這段時間內(nèi)電流不變，安培力大小不變；最后一段時間如圖丙所示從勻速運(yùn)動至M2N2開始計時，有效長度為A′C′=l?2vt′電動勢E′=B(l?2vt′)v線框受的安培力F′=圖像是開口向上的拋物線，故選B。9．如圖所示，為一折線，它所形成的兩個角和均為，折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場，其方向垂直于紙面向里，一邊長為的正方形導(dǎo)線框沿垂直于的方向以速度v向上做勻速直線運(yùn)動，在時刻恰好位于圖中所示的位置，以逆時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間（）關(guān)系的是（時間以為單位）（）A．B．C．D．【答案】D【詳解】AC．剛開始時，即如題圖中開始所示狀態(tài)，隨著線框的勻速向上運(yùn)動，上方導(dǎo)體切割長度不變，下方逐漸變小，因此總感應(yīng)電動勢逐漸增大，感應(yīng)電流逐漸增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向為正，故AC錯誤；BD．當(dāng)線框全部進(jìn)入上方磁場時，感應(yīng)電流突然變?yōu)榱?，?dāng)線框離開磁場時，有效切割磁感應(yīng)線的長度在增大，則感應(yīng)電動勢在增大，因此感應(yīng)電流增大，當(dāng)有一半出磁場時，繼續(xù)離開時，切割長度在減小，則感應(yīng)電流也減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向為負(fù)，故D正確，B錯誤。故選D。10．如圖所示，一邊長為L的均質(zhì)正方形金屬線框abcd，以恒定的速率v水平向右通過寬度為2L的垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則金屬線框從距磁場左邊界L處到穿出磁場過程，若以順時針電流為正方向，則線框中的電流隨位移圖像的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】位移在之間時，ab邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，電源電動勢大小為Blv，其電流大小為根據(jù)右手定制可知方向為逆時針；位移在之間時，ab、cd邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，電源電動勢大小均為Blv，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互疊加，根據(jù)右手定制可知方向均為順時針，其電流大小為位移在之間時，ab、cd邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互抵消，回路無感應(yīng)電流；位移在之間時，cd邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，電源電動勢大小為Blv，其電流大小為根據(jù)右手定制可知方向為逆時針。故選B。11．如圖所示，一個粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x軸運(yùn)動，磁場方向垂直紙面向里。從線圈進(jìn)入磁場開始計時，直至完全進(jìn)入磁場的過程中，設(shè)bc邊兩端電壓為U，線框受到的安培力為F，線框的熱功率為P，通過ab邊的電荷量為q。下列關(guān)于U、F、P、q隨時間t變化的關(guān)系圖像正確的是（

）

A．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】設(shè)磁場的虛線邊界與x軸的夾角為θ、線框的速度為v、線框的邊長為L、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，和感應(yīng)電動勢最大的時刻為t0，則在bc邊進(jìn)入磁場的過程中由dc邊進(jìn)入磁場的部分切割磁感線，即在時間段0≤t≤t0內(nèi)有E1=Bv2t?tanθ由dc邊和ab邊進(jìn)入磁場的部分切割磁感線的過程中，即在時間段t0≤t≤2t0內(nèi)有E2=BLv－Bv2(t－t0)?tanθA．設(shè)線框一條邊的電阻為R，根據(jù)以上分析可知，在0≤t≤t0的過程中在t0≤t≤2t0的過程中故A正確；B．設(shè)線框一條邊的電阻為R，根據(jù)以上分析可知，在0≤t≤t0的過程中則在0≤t≤t0的過程中F—t圖像應(yīng)為曲線，故B錯誤；C．設(shè)線框一條邊的電阻為R，根據(jù)以上分析可知，在0≤t≤t0的過程中則在0≤t≤t0的過程中P—t圖像應(yīng)為開口向上的拋物線，故C錯誤；D．設(shè)線框一條邊的電阻為R，根據(jù)以上分析可知，在0≤t≤t0的過程中則在0≤t≤t0的過程中q—t圖像應(yīng)為曲線，故D錯誤。故選A。12．如圖所示，在光滑的水平桌面上放置有一個由同種材料制成的粗細(xì)均勻的金屬線框，總電阻為R。，，各邊交界處均為直角。豎直向下的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其左邊界與線框邊平行，其他方向上足夠?qū)拸V。外力作用下，讓線框沿方向以速度勻速進(jìn)入磁場，邊與磁場左邊界重合時開始計時，則金屬線框進(jìn)入磁場的整個過程中，A、C間電勢差，邊所受安培力F隨時間t變化的圖像中正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】AB．在時間內(nèi)，只有邊向右切割磁感線，感應(yīng)電動勢A、C間電勢差在時間內(nèi)，進(jìn)入磁場，邊、邊均向右切割磁感線，則A、C間電勢差結(jié)合AB的圖像可知，AB錯誤；CD．在時間內(nèi)，電流邊在磁場中的長度在逐漸增大，則邊所受安培力在時刻，有在時間內(nèi)，邊完全進(jìn)入磁場，則有邊所受安培力結(jié)合CD的圖像可知，C正確，D錯誤。故選C。13．一有界區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為L；一個高為L的梯形導(dǎo)體框在外力作用下以速變v向右勻速穿過磁場。設(shè)時刻邊位于磁場左邊界，規(guī)定向左為安培力正方向。下列線框所受安培力F隨時間t的變化規(guī)律正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】設(shè)的長為，與水平方向的夾角為，線框的電阻為，根據(jù)題意可知，線框進(jìn)入磁場的時間為線框進(jìn)入過程，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流為逆時針，根據(jù)左手定則可知，線框受到的安培力向左，為正值，線框切割磁感線的有效長度為根據(jù)、和可得根據(jù)表達(dá)式可知，圖像為開口向上的拋物線，當(dāng)線框出磁場時，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流為順時針，根據(jù)左手定則可知，線框受到的安培力向左，為正值，根據(jù)題意可知，線框切割磁感線的有效長度仍為則圖像與線框進(jìn)入磁場時的圖像一樣，故ABC錯誤D正確。故選D。14．如圖所示，一正方形金屬線框邊長為，從磁場上方某一高度自由下落，磁場邊界寬為，則線框從進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，線框速度隨時間變化的圖像可能是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】AB．金屬框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時，若重力與所受安培力平衡，做勻速直線運(yùn)動；出磁場時的速度大于進(jìn)入磁場的速度，則出磁場時必定做減速運(yùn)動；由于安培力大于重力，所以速度減小時，線框所受的安培力減小，則合力減小，加速度減小，棒做加速度減小的減速運(yùn)動，故A錯誤B正確；C．若開始時線框的速度增大，根據(jù)安培力公式可知，速度增大時，線框所受的安培力增大，則合力減小，加速度減小，線框做加速度減小的加速運(yùn)動；出磁場時線框做減速運(yùn)動，由于安培力大于重力，所以速度減小時，線框所受的安培力減小，則合力減小，加速度減小，線框做加速度減小的減速運(yùn)動，故C錯誤﹔D．若金屬框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時，做減速運(yùn)動，則重力小于所受安培力﹔完全進(jìn)入磁場時線框自由落體，做勻加速運(yùn)動,如D圖所示出磁場時的速度大于進(jìn)入磁場時的速度，根據(jù)安培力公式可知，出磁場時的重力更小于所受安培力，所以出磁場時必定也做減速運(yùn)動，故D錯誤。故選B。15．（多選）如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場在y軸方向足夠?qū)?在x軸方向?qū)挾葹閍。一直角三角形導(dǎo)線框ABC（BC邊的長度為a）從圖示位置向右勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在下圖中感應(yīng)電流i、BC兩端的電壓UBC與線框移動的距離x的關(guān)系圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】BD【詳解】AB．設(shè)，三角形導(dǎo)線框ABC向右勻速運(yùn)動的速度為，則梓其勻速穿過磁場區(qū)域的過程中，在內(nèi)，切割磁感線的有效長度為由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為設(shè)三角形導(dǎo)線框ABC的總電阻為,則其產(chǎn)生的感應(yīng)電流為可知，感應(yīng)電流隨時間均勻增加，而根據(jù)楞次定律可知，在內(nèi)，感應(yīng)電流為逆時針方向，即為正方向，而在內(nèi)，切割磁感線的有效長度隨時間的變化關(guān)系與內(nèi)的相同，而根據(jù)楞次定律可知，此過程中感應(yīng)電流為順時針方向，即為負(fù)方向，但仍隨著時間均勻增大，故A錯誤，B正確；CD．設(shè)BC邊的電阻為，則其兩端的電壓在內(nèi)，感應(yīng)電流為為正方向，且隨時間均勻增加，則可知在內(nèi)，BC兩端的電壓均勻增加且圖像在上方，在內(nèi)，感應(yīng)電流為負(fù)方向，且隨時間均勻增加，則可知在內(nèi)，BC兩端的電壓均勻增加且圖像在下方，故C錯誤，D正確。故選BD。16．（多選）如圖所示，兩個相鄰的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、，磁場方向分別為垂直紙面向外、向里，兩磁場邊界均與軸垂直且寬度均為，在軸方向足夠長?，F(xiàn)有一邊長為的正方形導(dǎo)線框，從圖示位置開始，在外力的作用下沿軸正方向勻速穿過磁場區(qū)域，在運(yùn)動過程中，對角線始終與軸平行。線框中感應(yīng)電動勢的大小為、感應(yīng)電流i的大小、線框所受安培力的大小為。下列關(guān)于、i、隨線框向右勻速運(yùn)動距離的圖像正確的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】AD【詳解】ABD．在過程中，線框右半部分進(jìn)入左邊磁場，有效切割長度隨位移均勻增大，線圈在位置有效切割長度達(dá)到最大，電動勢達(dá)到最大值，則有，在過程中，線框左半部分也進(jìn)入左邊磁場，有效切割長度隨位移均勻減小，到位置時有效切割長度減小到零，電動勢減小到零，感應(yīng)電流為零；在過程中，線框右半部分進(jìn)入右方磁場，左半部分在左方磁場，兩部分切割磁感線的有效切割長度都在增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)位置時，有效切割長度都達(dá)到最大值，由楞次定律知兩磁場中兩部分感應(yīng)電流（電動勢）對線圈來說方向相同，都為逆時針方向，則有，在過程中，有效切割長度隨位移均勻減小，到位置時有效切割長度減小到零，電動勢減小到零，感應(yīng)電流為零；在過程中，線框開始離開右方磁場，有效切割長度隨位移均勻增大，線圈在位置有效切割長度達(dá)到最大，則有，在過程中，有效切割長度隨位移均勻減小，到位置時有效切割長度減小到零，電動勢減小到零，感應(yīng)電流為零；故AD正確，B錯誤；C．設(shè)線圈有效切割長度為l，本題中也是各階段計算安培力的等