【志鸿优化设计】（江苏专用）2014届高考物理 第九章电磁感应第三节电磁感应中的电路和图象问题练习

1 课时作业课时作业 4141 电磁感应中的电路和图象问题电磁感应中的电路和图象问题 一 单项选择题 每题 6 分 共 18 分 1 如图所示 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为l 磁场方向垂 直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈 ad与bc间的距离也为l t 0 时刻 bc边 与磁场区域边界重合 如图 现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过 磁场区域 取沿a b c d a的感应电流为正 则在线圈穿越磁场区域的过程中 感应 电流I随时间t变化的图线可能是图中的 2 如图所示 水平面内有一平行金属导轨 导轨光滑且电阻不计 匀强磁场与导轨平 面垂直 阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置 且与导轨接触良好 t 0 时 将开关S 由 1 掷到 2 q i v和a分别表示电容器所带的电荷量 棒中的电流 棒的速度和加速度 下列图象正确的是 3 2012 江苏盐城模拟 如图 a 所示 在光滑水平面上用恒力F拉质量为 1 kg 的单匝均匀正方形铜线框 在 1 位置以速度v0 3 m s 进入匀强磁场时开始计时t 0 此 时线框中感应电动势为 1 V 在t 3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场 此过程中 v t图象如图 b 所示 那么 2 a b A t 0 时 线框右侧的边两端M N间电压为 0 25 V B 恒力F的大小为 1 0 N C 线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 2 m s D 线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 1 m s 二 多项选择题 每题 8 分 共 24 分 4 如图所示 MN PQ为两平行金属导轨 M P间连接一阻值为R的电阻 导轨处于 匀强磁场中 磁感应强度为B 磁场方向与导轨所在平面垂直 图中磁场方向垂直纸面向 里 有一金属圆环沿两导轨滑动 速度为v 与导轨接触良好 圆环的直径d与两导轨间 的距离相等 设金属环与导轨的电阻均可忽略 当金属环向右做匀速运动时 A 有感应电流通过电阻R 大小为 dBv R B 没有感应电流通过电阻R C 没有感应电流流过金属圆环 因为穿过圆环的磁通量不变 D 有感应电流流过金属圆环 且左 右两部分流过的电流相同 5 如图所示 螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场 规定图中箭头所示方向为磁感应 强度B的正方向 螺线管与 U 形导线框cdef相连 导线框cdef内有一半径很小的金属圆 环L 圆环与导线框cdef在同一平面内 当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化 时 A 在t1时刻 金属圆环L内的磁通量最大 B 在t2时刻 金属圆环L内的磁通量最大 C 在t1 t2时间内 金属圆环L内有逆时针方向的感应电流 D 在t1 t2时间内 金属圆环L有收缩趋势 6 如图所示是研究自感的实验电路图 A1 A2是两个规格相同的小灯泡 闭合电键调 节电阻R 使两个灯泡的亮度相同 调节可变电阻R1 使他们都正常发光 然后断开电键 S 重新闭合电键 S 则 A 闭合瞬间 A1立刻变亮 A2逐渐变亮 B 闭合瞬间 A2立刻变亮 A1逐渐变亮 3 C 稳定后 L和R两端电势差一定相同 D 稳定后 A1和 A2两端电势差不相同 三 非选择题 分值依次为 28 分 30 分 7 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd 每边长为L 总电阻为R 总质量为 m 将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处 如图所示 线框由静止自由下落 线框平面保持在竖直平面内 且cd边始终与水平的磁场边界面平行 当cd边刚进入磁场 时 1 求线框中产生的感应电动势大小 2 求cd两点间的电势差大小 3 若此时线框加速度恰好为零 求线框下落的高度h所应满足的条件 8 光滑平行的金属导轨MN和PQ 间距L 1 0 m 与水平面之间的夹角 30 匀强磁场磁感应强度B 2 0 T 垂直于导轨平面向上 MP间接有阻值R 2 0 的电阻 其他电阻不计 质量m 2 0 kg 的金属杆ab垂直导轨放置 如图甲所示 用恒力F沿导轨 平面向上拉金属杆ab 由静止开始运动 v t图象如图乙所示 取g 10 m s2 导轨足 够长 求 甲 乙 1 恒力F的大小 2 金属杆速度为 2 0 m s 时的加速度大小 3 根据v t图象估算在前 0 8 s 内电阻上产生的热量 4 参考答案参考答案 1 B 2 D 解析 解析 将开关由 1 拨到 2 电容器放电 导体棒向右加速运动切割磁感线 导 体棒中会产生感应电动势 这时导体棒相当于一个电源 导体棒下端是负极 上端是正极 当电容器的电压降至与导体棒的感应电动势相等时 电容器不再放电 回路中不再有电流 导体棒不再受安培力而匀速运动 所以最终状态是 电荷量不为零 电流为零 速度不为 零 加速度为零 选项 D 正确 3 C 解析 解析 t 0 时 E1 1 V MN间电压UMN E 0 75 V A 错误 由v t图象 3 4 可知t 1 s 到t 3 s 线圈完全在匀强磁场中运动 加速度a 0 5 m s2 根据牛顿第二 定律得 F ma 1 0 5 N 0 5 N B 错误 由v t图象可知线框进磁场和出磁场过程具 有对称性 故线框到达位置 3 时的瞬时速度为 2 m s C 正确 D 错误 4 AD 5 BD 解析 解析 t1时刻磁感应强度变化率为零 线圈中电流为零 金属圆环L内的磁通 量为零 A 错 在t2时刻 磁感应强度变化率最大 线圈中电流最大 金属圆环L内的磁 通量最大 B 正确 在t1 t2时间内 磁感应强度变小 线框中电流为cdef 且变大 所 以金属圆环L内感应电流为顺时针方向 C 错 感应电流在向外的磁场中受安培力指向圆 心 D 正确 6 BC 解析 解析 闭合瞬间 自感线圈阻碍电流增大 A1逐渐变亮 A2立刻变亮 B 正确 A 错 稳定后 两个规格相同的小灯泡亮度相同 电流电压相同 则L和R两端电势差一 定相同 C 正确 D 错 7 答案 答案 1 BL 2 BL 3 h 2gh 3 42gh m2gR2 2B4L4 解析 解析 1 cd边刚进入磁场时 线框速度v 2gh 线框中产生的感应电动势E BLv BL 2gh 2 此时线框中的电流I E R cd两点间的电势差U I E BL 3 4R 3 4 3 42gh 3 安培力F BIL B2L2 2gh R 根据牛顿第二定律mg F ma 因a 0 解得线框下落高度h m2gR2 2B4L4 8 答案 答案 1 18 N 2 2 0 m s2 3 4 12 J 解析 解析 1 由题图知 杆运动的最大速度为vmax 4 m s 如图有F mgsin F安 mgsin 代入数据得F 18 N B2L2vmax R 2 由牛顿第二定律可得 F F安 mgsin ma 5 a F B2L2v R mgsin m 代入数据得a 2 0 m s2 3 由题图可知 0