2019高考物理一轮复习课时跟踪检测三十三电磁感应中的电路和图像问题23399.doc

课时跟踪检测（三十三） 电磁感应中的电路和图像问题对点训练：电磁感应中的电路问题1(2018南京模拟)如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻R1、R2、R3的阻值之比为123，导线的电阻不计。当S1、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感应电流为I；当S2、S3闭合，S1断开时，闭合回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合回路中感应电流为()A0B4IC6I D7I解析：选D因为R1R2R3123，可以设R1R，R22R，R33R；由电路图可知，当S1、S2闭合，S3断开时，电阻R1与R2组成闭合回路，设此时感应电动势是E1，由欧姆定律可得E13IR。当S2、S3闭合，S1断开时，电阻R2与R3组成闭合回路，设感应电动势为E2，由欧姆定律可得E25I5R25IR。当S1、S3闭合，S2断开时，电阻R1与R3组成闭合回路，此时感应电动势EE1E228IR，则此时的电流I7I，故选项D正确。2(2018泰州一模)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则()A0时，杆产生的电动势为2BavB时，杆产生的电动势为BavC0时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为解析：选A0时，产生的感应电动势为E12Bav，A正确；感应电流为I1，所以安培力为F1BI12a，C错误；同理，时，E2Bav，F2，B、D均错误。3(2018宿迁模拟)随着科技进步，无线充电已悄然走入人们的生活。图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数n100，电阻r1 ，面积S1.5103 m2，外接电阻R3 。线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示。求：(1) t0.01 s时线圈中的感应电动势E；(2)00.02 s内通过电阻R的电荷量q；(3)00.03 s内电阻R上产生的热量Q。解析： (1)由题图知，在t0.01 s时，4 T/s由法拉第电磁感应定律知EnS解得E0.6 V。(2)在00.02 s内，IqIt解得q3103 C。(3)在0.020.03 s内EnS1.2 V在一个周期内Q2R2R解得Q4.05103 J。答案：(1)E0.6 V(2)q3103 C(3) Q4.05103 J对点训练：电磁感应中的图像问题4多选(2018苏州六校联考)如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直。规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。则()A从0到t2时间内，导线框中电流的方向先为adcba再为abcdaB从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaC从0到t1时间内，导线框中电流越来越小D从0到t1时间内，导线框ab边受到的安培力越来越小解析：选BD从0到t2时间内，线圈中磁通量的变化率相同，则感应电动势不变，电路中电流大小和方向不变，根据楞次定律可知电流方向为adcba，故A、C错误，B正确；从0到t1时间内，电路中电流大小恒定不变，故由FBIL可知，F与B成正比，因为B逐渐减小，所以安培力越来越小，故D正确。5.如图所示，一个“”形导轨ADC垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，MN是与导轨材料和规格都相同的导体棒。在外力作用下，导体棒以恒定速度v沿导轨向右运动，导体棒与导轨始终接触良好。以导体棒在如图所示位置为计时起点，则下列物理量随时间变化的图像正确的是(图中E为回路中感应电动势；I为流过金属棒的电流；F为作用在金属棒上的安培力；P为感应电流的热功率)()解析：选D设“”型导轨的顶角为，电阻率为。感应电动势EBLvBvttan vBv2tan t，Et，故A错误。感应电流I，R，得I，式中各量恒定，则感应电流不变，故B错误。根据FBIL可知，FBIvttan ，可见Ft，图像应是过原点的直线，故C错误。由上可知，Rt，I恒定，则功率PI2Rt，故D正确。6多选(2018六盘山高级中学月考)如图1所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图1中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图2所示，则在下面可能是磁感应强度B随时间t变化的图像是()解析：选BDA图中：00.5 s内，磁场方向垂直纸面向外，大小均匀增大，由法拉第电磁感应定律，则磁通量变化率不变，则感应电流大小不变，由楞次定律可知，感应电流方向为正，故A错误。B图中：00.5 s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀增大，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值。0.51 s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀减小，感应电流的方向为顺时针方向，则电流为正值。在11.5 s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，感应电流的方向为顺时针方向，则电流为正值。在1.52 s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值，故B正确。同理，C错误，D正确。7多选(2018黄陵中学月考)矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示。设t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图中i表示线圈中感应电流的大小(规定电流沿顺时针方向为正)，F表示线框ab边所受的安培力的大小(规定ab边中所受的安培力方向向左为正)，则下列图像中可能正确的是()解析：选AC在02 s内，磁感应强度均匀变化，线框的磁通量均匀变化，产生恒定电流。磁场方向先向里后向外，磁通量先减小后增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，电流为正值。根据法拉第电磁感应定律得：ES，感应电流I，此段时间内，一定，则知感应电流也一定。同理得知，在24 s内，感应电流方向为逆时针方向，电流为负值，感应电流也一定。故C正确，B错误。在02 s内，线框ab边所受的安培力的大小为FBIL，IL一定，F与B成正比，而由左手定则判断可知，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值。同理得知，在24 s内，F与B成正比，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值，与02 s内情况相同。故A正确，D错误。8如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里，规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为()解析：选B在0t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值，故A错误。在0t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，在t02t0时间内，感应电流的方向为ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值，且为定值，故B正确。在0t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在t02t0时间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为ABCDA，与规定的正方向相同，故C错误。磁感应强度不变，磁通量不变，则不产生感应电流，故D错误。考点综合训练9(2018徐州高三上学期期末质检)如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R2 的电阻连接，右端通过导线与阻值RL4 的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l2 m，有一阻值r2 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t0至t4 s 内，金属棒PQ保持静止，在t4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。解析：(1)在t0至t4 s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻R总RL5 此时感应电动势Edl0.520.5 V0.5 V通过小灯泡的电流为：I0.1 A。(2)当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R与RL并联，再与r串联，此时电路的总电阻R总r 由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流ILI0.1 A，则流过金属棒的电流为IILIRIL 0.3 A电动势EIR总Bdv解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小v1 m/s。答案：(1)0.1 A(2)1 m/s10如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直，金属线圈所围的面积S200 cm2，匝数n1 000，线圈电阻r1.0 。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R4.0 。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：(1)在t2.0 s时刻，通过电阻R的感应电流的大小；(2)在t5.0 s时刻，电阻R消耗的电功率；(3)06.0 s内整个闭合电路中产生的热量。解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，04.0 s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流，t12.0 s时的感应电动势为：E1n1 000200104 V1 V根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流为：I1 A0.2 A。(2)在46 s时间内有：E2n1 000200104V4 V则5 s时的电流为：I2 A0.8 A在t