【导与练】（福建专版）高考物理一轮复习 第四课时电磁感应中的电路与图象问题课时训练.doc

第课时电磁感应中的电路与图象问题【测控导航】知识点题号1.电磁感应中的电路问题2、3、6、82.电磁感应中的图象问题1、4、5、7、93.综合问题10、11、121. (2012年新课标全国卷)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是(a)解析:线框abcd中电流i大小相同,iab=icd,而ab边与直导线电流i之间的作用力大于cd边与直导线电流i之间的作用力.且直导线电流之间同向相吸异向相斥.依据楞次定律,当直导线中i向上且均匀减小时,线框中产生adcba方向的电流且恒定,此时线框受力向左;当直导线中电流i向下且均匀增加时,线框中依然产生adcba方向的电流且恒定,此时线框受力向右.则可以判断a图正确.2.如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻r,导轨电阻可忽略不计.mn为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为r.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为b,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对mn施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动.令u表示mn两端电压的大小,则(a)a.u=12vblb.u=13vblc.u=vbld.u=2vbl解析:电路中电动势为e=blv,则mn两端电压大小u=er+rr=12blv.3.(2012东城一模)如图所示正方形闭合导线框处于磁感应强度恒定的匀强磁场中,c、e、d、f为线框中的四个顶点,图(甲)中的线框绕e点转动,图(乙)中的线框向右平动,磁场足够大.下列判断正确的是(b)a.图(甲)线框中有感应电流产生,c点电势比d点低b.图(甲)线框中无感应电流产生,c、d两点电势相等c.图(乙)线框中有感应电流产生,c点电势比d点低d.图(乙)线框中无感应电流产生,c、d两点电势相等解析:不论线框绕e点转动,还是向右平动,穿过闭合线框的磁通量均不发生变化,故线框中均无感应电流产生;当线框绕e点转动时,相当于ec、ed绕e点转动切割磁感线,由e=12bl2可知,c、d两点电势相等;当线框向右平动时,由e=blv可知,ce和fd产生的感应电动势大小相等,由右手定则可知,c点电势高于d点电势.综上所述,正确选项为b.两种情况中线框中的感应电流均为零,感应电动势为零,但线框中任意两点间的电势差并非一定为零,像本题图(甲)中的c、e两点和e、d两点,题图(乙)中的c、e两点和f、d两点等.4.(2012年福建卷)如图(甲),一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心o为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图(乙)中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是(b)解析:条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示.铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率是非均匀变化的,故环中产生的感应电动势、环中的感应电流也是非均匀变化的,选项a错误.在关于o点对称的位置上磁场分布对称,但环的速率是增大的,则环在o点下方的电流最大值大于在o点上方电流的最大值,故选项c错误.由于磁通量在o点上方是向上增大而在o点下方是向上减小的,故环中电流方向在经过o点是要改变的,选项d错误.可知选项b正确.5.(2012太原市高三基础测试)如图,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框和虚线框的对角线共线.从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域.用i表示导线框中的感应电流,取逆时针方向为正,则下列表示it关系的图线中,大致正确的是(d)解析:从t=0开始,线框的位移从0到2l,导线框切割磁感线的有效长度线性增加,感应电流也线性增加,由楞次定律判断可知,感应电流方向为正;线框的位移从2l到22l,导线框完全在磁场中运动,无感应电流;线框的位移从22l到32l,导线框切割磁感线的有效长度线性减少,感应电流也线性减小,由楞次定律判断可知,感应电流方向为负,d正确.6.如图所示,电容器c两端接有单匝圆形线圈,线圈内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场.已知圆的半径r=5 cm,电容c=20 f,当磁场的磁感应强度以410-2 t/s的变化率均匀增加时,则(a)a.电容器a板带正电,电荷量为210-9 cb.电容器a板带负电,电荷量为210-9 cc.电容器b板带正电,电荷量为410-9 cd.电容器b板带负电,电荷量为410-9 c解析:由楞次定律知,电容器a板带正电,电荷量q=uc=tc=br2tc=410-2(510-2)22010-6 c=210-9 c,故a项正确.7.如图所示,一个边长为2l的等腰直角三角形abc区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为l的正方形线框abcd,线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向为正.则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是(a)解析:bc边运动到如图所示bc位置过程中电动势恒为e=blv,线框中感应电流i=e/r,大小不变,方向由右手定则可知道为逆时针方向,选项a正确,b、c、d错误.8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界的匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以图中所示的速度沿四个不同的方向移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a、b两点间电势差绝对值最大的是(b)解析:由公式e=blv可知,四种不同的移出方式中产生的感应电动势大小相等.题图a、c和d中,a、b两点间的电势差的绝对值均等于电动势的14,题图b中,a、b两点间的电势差的绝对值等于电动势的34,故正确选项为b.题中四种不同的运动情况,ab边在闭合电路的构成中所起的作用不同,一定要看清这一点.9.在图(乙)所示的四个情景中,虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.a,b中的导线框为正方形,c、d中的导线框为直角扇形.各导线框均绕轴o在纸面内匀速转动,转动方向如箭头所示,转动周期均为t.从线框处于图示位置时开始计时,以在op边上从p点指向o点的方向为感应电流i的正方向.则在图(乙)所示的四个情景中,产生的感应电流i随时间t的变化规律如图(甲)所示的是(c)解析:由题图(甲)可知,在t4t2时间内,感应电流的大小不变,导体切割磁感线的有效长度不变,选项a、b错;再根据楞次定律可以判断出感应电流的方向,所以c对,d错.10.在磁感应强度为b的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为l的金属杆ao,已知ab=bc=co=l/3,a、c与磁场中以o为圆心的同心圆金属轨道始终接触良好.一电容为c的电容器接在轨道间,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以o为轴,以角速度顺时针匀速转动时(c)a.uac=2uabb.uac=3uboc.电容器带电荷量q=49bl2cd.若在e、o间连接一个理想电压表,则电压表示数为零解析:金属杆转动切割磁感线产生的感应电动势e=blv=blv2+v12=blr2+r12可得:uac=b23lvc+va2=b23ll3+l2=49bl2uab=b13lvb+va2=b13l2l3+l2=518bl2ubo=b23lvb+vo2=b23l2l3+02=29bl2ueo=uco=bl3vc+vo2=bl3l3+02=bl218,可见,uac=2ubo,转动过程中给电容器充电,充电电压为uac,有:q=cuac=49bl2c,若在e、o间连接一个理想电压表,则电压表所测电压为uco,电压表示数不为零,故c正确.11.(2012广东深圳市高三调研)轻质细线吊着一质量为m=0.32 kg,边长为l=0.8 m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1 .边长为l2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图(甲)所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化规律如图(乙)所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,g=10 m/s2.求:(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势;(2)在前t0时间内线圈的电功率;(3)求t0的值.解析:(1)由法拉第电磁感应定律得:e=nt=nsbt=1012(0.82)20.5 v=0.4 v.(2)线圈中的电流为i=er=0.41 a=0.4 a线圈的电功率为p=i2r=0.16 w.(3)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:f安=nbt0il2=mg,i=er,bt0=2mgrnel=2 t由题中图象(乙)知:bt0=1+0.5t0,解得:t0=2 s答案:(1)0.4 v(2)0.16 w(3)2 s12.如图所示,圆形线圈质量为m=0.1 kg,电阻r=0.8 ,半径r=0.1 m,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平