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文档简介

1、电磁感应 第3讲 电磁感应中的电路和图象问题电磁感应 第3讲 电磁感应图象及动量能量问题1.题型简述借助图象考查电磁感应的规律,一直是高考的热点,此类题目一般分为两类:(1)由给定的电磁感应过程选出正确的图象;(2)由给定的图象分析电磁感应过程,定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象.常见的图象有Bt图、Et图、it图、vt图及Ft图等.2.解题关键弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键.3.解题步骤(1)明确图象的种类,即是Bt图还是t图,或者Et图、It图等;(2)分析电磁感应的具体过程;(3)用右手定则或楞次定律确定方向

2、的对应关系;(4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式;(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等;(6)画图象或判断图象.4.常用方法(1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项.(2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断.1 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出

3、磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是 ( )2 如图所示有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度均为B0.5 T,两边界间距s0.1 m,一边长L0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻为R0.4 ,现使线框以v2 m/s的速度从位置匀速运动到位置,则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图 ( )3 如图所示,两个相邻的有界匀强磁场区域,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B,以磁场区左边界为y轴建立坐标系,磁场区域在y轴方向足够长,在x轴方向宽度均为a.矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合,AD边长为a

4、.线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域,且线框平面始终保持与磁场垂直,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向)()4 . (多选)两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l1 m,cd间、de间、cf间分别接阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好;导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是 ()A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V5. (多选)如图所示,在坐标系xOy中,有

5、边长为L的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行t0时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda方向的感应电流为正方向,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的 ()6 如图,EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界,其中EOEO,FOFO,且EOOF;OO为EOF的角平分线,OO间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿OO方向匀速通过磁场,

6、t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )7如图所示,有一等腰直角三角形的区域,其斜边长为2L,高为L.在该区域内分布着如图所示的磁场,左侧小三角形内磁场方向垂直纸面向外,右侧小三角形内磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正,则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()8(多选)如图所示,顶角45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直向下、磁感应强度为

7、B的匀强磁场中一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触t0时导体棒位于顶角O处,则流过导体棒的电流强度I、导体棒内产生的焦耳热Q、导体棒做匀速直线运动时水平外力F、导体棒的电功率P各量大小随时间变化的关系正确的是()9.(多选)如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A导体框中产生的感应电流方向相同B导体

8、框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电荷量相同10.(多选)如图所示,在光滑水平面内,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,一正方形金属线框质量为m,电阻为R,边长为L,从虚线处进入磁场时开始计时,在外力作用下,线框由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场,规定顺时针方向为感应电流I的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导线横截面的电荷量为q,选项中Pt图象和qt图象均为抛物线,则这些量随时间变化的图象正确的是()11如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个

9、装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为BLvC电容器所带电荷量为CBLvD为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为12(多选)如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框,在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动,t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,并以此位置开始计时并作为导线框位移x的起点,随后导线

10、框进入并通过磁场区域下列图象中,可能正确描述上述过程的是()13如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO为其对称轴,一导线折成边长为L的正方形闭合线框abcd,线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动,若电流以逆时针方向为正方向,则从线框开始运动到ab边刚进入到PQ右侧磁场的过程中,能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是()14.(多选)如图甲所示,光滑绝缘水平面,虚线MN的右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B2 T的匀强磁场,MN的左侧有一质量为m0.1 kg的矩形线圈bcde,bc边长L10.2 m,电阻R2

11、.t0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1 s,线圈恰好完全进入磁场,在整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示则()A恒定拉力大小为0.05 NB线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C线圈be边长L20.5 mD在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C15(多选)在竖直方向上有四条间距均为L0.5 m的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1、L2之间和L3、L4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1 T,方向垂直于纸面向里现有一矩形线圈abcd,长度ad3L,宽度cdL

12、,质量为0.1 kg,电阻为1 ,将其从图示位置由静止释放(cd边与L1重合),cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向,cd边水平(g取10 m/s2)则()Acd边经过磁场边界线L3时通过线圈的电荷量为0.5 CBcd边经过磁场边界线L3时的速度大小为4 m/sCcd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔为0.25 sD线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程,线圈产生的热量为0.7 J16.(多选)矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态,如图6甲所示。一磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度的大小B随时间t变化的图象如图乙所示

13、。t0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在04 s时间内,导线框ad边所受安培力F安随时间t变化的图象(规定向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流I随时间t变化的图象(规定顺时针方向为电流的正方向)可能是图中的()17(多选)有一变化的匀强磁场垂直于如图甲所示的线圈平面,若规定磁场垂直线圈平面向里为磁感应强度B的正方向,电流从a经R流向b为电流的正方向。现已知R中的感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示,那么垂直穿过线圈平面的磁场可能是图中的()18.(多选)如图甲所示,闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示

14、.规定垂直纸面向外为磁场的正方向,顺时针为线框中感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向.关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象,下列选项中正确的是()19.如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行,线框平面与磁场方向垂直设OO下方磁场区域足够大,不计空气的影响,则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()20(多选)如图所示,一个“日”字形金属框架竖直放置,AB、CD、EF边水平且间距均为L,阻值均为R,框架其余

15、部分电阻不计水平虚线下方有一宽度为L的垂直纸面向里的匀强磁场释放框架,当AB边刚进入磁场时框架恰好匀速,从AB边到达虚线至线框穿出磁场的过程中,AB两端的电势差UAB、AB边中的电流I(设从A到B为正)随位移x变化的图象正确的是()21如图6甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角,M、P两端接一电阻为R的定值电阻,电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且棒两端始终与导轨接触良好,其他部分电阻不计整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中t0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过定值电阻R的电荷量q随时间的平方t2变化的关系

16、如图乙所示下列关于穿过回路abPMa的磁通量、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是()图622.(多选)如图所示,左侧接有定值电阻R的光滑导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨间距为d,一质量为m、阻值为r的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始运动,速度与位移始终满足vkx,棒与导轨接触良好,则在金属棒移动l的过程中()A金属棒的动量对时间的变化率增大B拉力的冲量为kmlC通过R的电荷量为qD电阻R上产生的焦耳热为QR23. (多选)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上,间距为L,空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小

17、为B的匀强磁场,在导轨上放有两根质量分别为m和2m的金属棒ab、cd,两棒和导轨垂直且接触良好,有效电阻均为R,导轨电阻不计。现给金属棒ab水平向左的瞬时冲量I0,同时给cd棒水平向右的瞬时冲量2I0,则在以后的运动过程中()A通过ab棒的最大电流为Bcd棒的最大加速度为C最终两金属棒将静止在导轨上D整个过程中该系统产生的焦耳热为24如图所示,MN、PQ是足够长的光滑平行导轨,其间距为L,且MPMN.导轨平面与水平面间的夹角30°.MP接有电阻R,有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0,将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻也为R,其余电阻

18、均不计现质量为m的重物通过与导轨平行且足够长的绳,沿导轨平面向上拉金属棒,使金属棒从静止开始沿导轨向上运动金属棒运动过程中始终与MP平行,当金属棒滑行至cd处时己经达到稳定速度,MP到cd的距离为s.不计定滑轮的质量、一切摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g,求:(1)金属棒达到的稳定速度;(2)金属棒从静止开始运动到cd的过程中,电阻R上产生的热量;(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,求出磁感应强度B随时间t变化的关系式25如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L0.4 m,

19、导轨所在空间被分成区域和,两区域的边界与斜面的交线为MN.中的匀强磁场方向垂直斜面向下,中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B0.5 T在区域中,将质量m10.1 kg、电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑然后,在区域中将质量m20.4 kg、电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g10 m/s2,问:(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v为多大;(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距

20、离x3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少26.如图所示,PQ和MN是固定于倾角为30°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触良好。金属棒ab的质量为m1200 g、金属棒cd的质量为m2100 g,长度均为L2 m、电阻均为R3 ;两金属棒的长度恰好等于轨道的间距,并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B0.5 T的匀强磁场中,若锁定两金属棒不动,金属棒cd受到与其垂直且沿斜面向上的恒力F1.5 N作用。某时刻t00时,同时解锁让两棒都从静止开始运动,直到t12.4 s时金属棒ab开始做

21、匀速运动。重力加速度为g10 m/s2。求:(1)t12.4 s时,金属棒ab的热功率;(2)t12.4 s时,金属棒ab和金属棒cd的速度大小分别是多少;(3)02.4 s内通过金属棒ab的电荷量;(4)02.4 s内金属棒ab产生的焦耳热。27.如图所示,足够长的水平轨道左侧b1b2c1c2部分轨道间距为2L,右侧c1c2d1d2部分的轨道间距为L,曲线轨道与水平轨道相切于b1b2,所有轨道均光滑且电阻不计。在水平轨道内有斜向下与竖直方向成37°的匀强磁场,磁感应强度大小为B0.1 T。质量为M0.2 kg的金属棒B垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上,质量为m0.1 kg的金属棒A

22、自曲线轨道上a1a2处由静止释放,两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触,A棒总在宽轨上运动,B棒总在窄轨上运动。已知:两金属棒接入电路的有效电阻均为R0.2 ,h0.2 m,L0.2 m,sin37°0.6,cos37°0.8,g10 m/s2,求:(1)金属棒A滑到b1b2处时的速度大小;(2)金属棒B匀速运动的速度大小;(3)在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电荷量;(4)在两棒整个的运动过程中金属棒A、B在水平导轨间扫过的面积之差。电磁感应第3讲 电磁感应图象及动量能量问题(答案)1 B解析线框各边电阻相等,切割磁感线的那个边为电源,电动势相同

23、均为Blv.在A、C、D中,UabBlv,B中,UabBlv,选项B正确2 A解析ab边切割磁感线产生的感应电动势为EBLv0.2 V,线框中感应电流为I0.5 A,所以在05×102 s时间内,a、b两点间电势差为U1I×R0.15 V;在5×102 s10×102 s时间内,ab两端电势差U2E0.2 V;在10×102 s15×102 s时间内,a、b两点间电势差为U1I×R0.05 V.3答案C解析由楞次定律可知,刚进入磁场时电流沿逆时针方向,线框在磁场中时电流沿顺时针方向,出磁场时沿逆时针方向,进入磁场和穿出磁场等

24、效为一条边切割磁感线,在磁场中时,AB边和CD边均切割磁感线,相当于两等效电源串联,故电流为进入磁场和穿出时的两倍,所以C正确4答案BD解析由右手定则可判知A选项错;由法拉第电磁感应定律EBlv0.5×1×4 V2 V,UcdE1 V,B正确;由于de、cf间电阻没有电流流过,故UcfUde0,所以UfeUcd1 V,C错误,D正确5答案AD解析在ab边通过磁场的过程中,利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向,即沿正方向,电流在减小,UabI(RbcRcdRda)在减小在cd边通过磁场的过程中,可判断出电流为顺时针方向,即沿负方向,电流逐渐减小,UabIRab逐

25、渐减小,A、D正确.6 B解析本题中四个选项都是it关系图线,故可用排除法因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大,由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向,故C、D错误由于穿过整个磁场区域的磁通量变化量0,由q可知整个过程中通过导线框的总电荷量也应为零,而在it图象中图线与时间轴所围总面积表示通过的总电荷量,为零,即时间轴的上下图形面积的绝对值应相等故A错误,B正确7答案D解析bc边的位置坐标x在L2L过程,线框bc边有效切割长度为l1xL,感应电动势为EBl1vB(xL)v,感应电流i1,根据楞次定律判断出感应电流方向沿abcda,为正值,x在2L3L过程,ad边和bc边都切割磁感线,产

26、生感应电动势,根据楞次定律判断出感应电流方向沿adcba,为负值,有效切割长度为l2L,感应电动势为EBl2vBLv,感应电流i2.x在3L4L过程,线框ad边有效切割长度为l3L(x3L)4Lx,感应电动势为EBl3vB(4Lx)v,感应电流i3,根据楞次定律判断出感应电流方向沿abcda,为正值根据数学知识可知,D正确8.AC0到t时间内,导体棒的位移为:xv0t,t时刻,导体棒的长度为:lx,导体棒的电动势为EBlv0,回路总电阻为:R(2xx)r,电流强度为:I,故I的大小保持不变,电流方向为ba,A项正确;t时刻导体棒的电功率:PI2R2×v0tr,D项错误因为Pt,所以Q

27、Pt,Qt图线是开口向上的抛物线,B项错误;导体棒做匀速直线运动,水平外力与安培力平衡,则有FBIl,C项正确9答案AD解析由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同,A项正确;热量QI2Rt()2R·,可知导体框产生的焦耳热与运动速度有关,B项错误;电荷量qIt·,故通过截面的电荷量与速度无关,电荷量相同,D项正确;以速度v拉出时,UadBlv,以速度3v拉出时,UadBl·3v,C项错误10答案CD解析线框切割磁感线运动,则有运动速度vat,产生感应电动势EBLv,所以产生感应电流i,故A错误;对线框受力分析,由牛顿第二定律得FF安ma,F安BLi,

28、解得:Fma,故B错误;电功率Pi2R,P与t是二次函数,图象为抛物线,故C正确;由电荷量表达式,则有q,q与t是二次函数,图象为抛物线,故D正确.11答案C解析当导线MN匀速向右运动时,导线MN产生的感应电动势恒定,稳定后,电容器既不充电也不放电,无电流产生,故电阻两端没有电压,电容器两极板间的电压为UEBLv,所带电荷量QCUCBLv,故A、B错,C对;MN匀速运动时,因无电流而不受安培力,故拉力为零,D错12BD导线框以一定初速度进入磁场,则感应电动势为:EBLv,根据闭合电路欧姆定律,则感应电流为:I ;安培力为:FBIL;由牛顿第二定律为:Fma,则有:a,由于v 减小,所以a也减小

29、;当导线框完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动;当导线框出磁场时,速度与时间的关系与进入磁场相似,而速度与时间的斜率表示加速度,则A错误,B正确;导线框进入磁场时,设某时刻进入磁场的距离为x,此时导线框的速度为v,则由动量定理:B Ltmvmv0,其中tq,则vv0x;同样,当导线框完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当导线框出磁场时,速度v与位移x的关系与进入磁场相似,则C错误,D正确13答案B解析由法拉第电磁感应定律知在ab边运动到MN边界的过程中感应电动势E2BLv2BLat,感应电流为it,C、D错;在ab边从MN边界运动到PQ边界的过程中,产生的感应电动势为

30、EBLvBLat,感应电流为it,即刚过MN边界时感应电动势、感应电流均减小一半,所以A错,B对14答案ABD解析在第1 s末,i1,EBL1v1,v1a1t1,Fma1,联立得F0.05 N,A项正确在第2 s内,由题图乙分析知线圈做匀加速直线运动,第2 s末i2,EBL1v2,v2v1a2t2,解得a21 m/s2,B项正确在第2 s内,vv2a2L2,得L21 m,C项错误q0.2 C,D项正确15答案BD解析cd边从L1运动到L2,通过线圈的电荷量为q C0.25 C,故A错误;cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动,根据平衡条件有mgBIL,而I,联立两式解得v m/s4 m/

31、s,故B正确;cd边从L2到L3的过程中,穿过线圈的磁通量没有改变,没有感应电流产生,不受安培力,线圈做匀加速直线运动,加速度为g,设此过程的时间为t1,此过程的逆过程为匀减速运动,由运动学公式得Lvt1gt,cd边从L3到L4的过程做匀速运动,所用时间为t20.125 s,故cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔为t1t20.25 s,故C错误;线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程,根据能量守恒得Qmg·3Lmv20.7 J,故D正确16答案AD解析由法拉第电磁感应定律,02 s和24 s的感应电流大小相等且方向相反,选项A正确;由安培力FBIL可得02 s和24 s的安

32、培力呈线性变化,选项D正确。17答案AB解析当磁感应强度垂直线圈平面向里均匀减小时,由楞次定律可判断感应电流产生的磁场也垂直线圈平面向里,再由安培定则和法拉第电磁感应定律可判断感应电流的大小恒定且从a经R流向b;当磁感应强度垂直线圈平面向里均匀增大时,由楞次定律可判断感应电流产生的磁场垂直线圈平面向外,再由安培定则和法拉第电磁感应定律可判断感应电流的大小恒定且从b经R流向a,选项A、B正确,C、D错误。18答案BC解析由题图乙可知,01 s内,B增大,增大,由楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向,为正值,12 s内,磁通量不变,无感应电流,23 s内,B的方向垂直纸面向外,B减小,减小,由楞次定

33、律可知,感应电流沿逆时针方向,为负值,34 s内,B的方向垂直纸面向里,B增大,增大,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,感应电流为负值,A错误,B正确;由左手定则可知,在01 s内,ad边受到的安培力方向水平向右,是正值,12 s内无感应电流,ad边不受安培力,23 s,安培力方向水平向左,是负值,34 s,安培力方向水平向右,是正值.由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势ES,感应电流I,由Bt图象可知,在每一时间段内,的大小是定值,在各时间段内I是定值,ad边受到的安培力FBIL,I、L不变,B均匀变化,则安培力F均匀变化,不是定值,C正确,D错误.19答案A解析线框在0t1这段时间内做

34、自由落体运动,vt图象为过原点的倾斜直线,t2之后线框完全进入磁场区域中,无感应电流,线框不受安培力,只受重力,线框做匀加速直线运动,vt图象为倾斜直线t1t2这段时间线框受到安培力作用,线框的运动类型只有三种,即可能为匀速直线运动、也可能为加速度逐渐减小的加速直线运动,还可能为加速度逐渐减小的减速直线运动,而A选项中,线框做加速度逐渐增大的减速直线运动是不可能的,故不可能的vt图象为A选项中的图象20.AC0L过程中,此时AB相当于内阻为R的电源,B为电源正极,电势较高,AB两端的电势差为路端电压,设为U,此时由欧姆定律有:I0,UI0·R,其中E为电源电压,I0为电路总电流;L2

35、L过程中,CD相当于内阻为R的电源,此时UBAEI0REU,所以UABU;2L3L过程中,EF相当于内阻为R的电源,此时UBAEI0REU,所以UABU,则A图象符合,A项正确,B项错误;0L过程中,因为AB边刚进入磁场时框架恰好匀速,由受力平衡可知,电流方向从A到B,此时电流I1;L2L过程中,CD相当于内阻为R的电源,电流方向从B到A,此时电流I2I1;2L3L过程中,EF相当于内阻为R的电源,电流方向从B到A,此时电流I3I1,则C图象符合,C项正确,D项错误21.C设金属导轨间的距离为l,金属棒沿导轨向上运动的位移为x,由题图乙可得qtkt2,xt2,故金属棒做匀加速直线运动,B错误;

36、由Bl可知,A错误;回路中的电流It,由牛顿第二定律有Fmgsin BIlma,故有Ftmgsin ma,C正确,D错误22答案ABD解析由vkx知棒在做加速度增大的加速运动,合力增大,动量对时间的变化率即为合力,A项正确,根据动量定理IFBdqmkl,q,解得IFkml,C项错误,B项正确;由功能关系知E电W安,F安x,W安l,且QRE电,解得QR,因此D项正确。23答案BD解析开始时,由Imv可得两棒的初速度v0,此时回路中的电流最大为I,cd棒受到的安培力最大F安BIL,则加速度最大a,此后两棒均做减速运动,由于两棒构成的系统在水平方向上不受外力,系统动量守恒,则有2I0I03mv,解得v,一起向右匀速运动则无感应电流,B项正确,A、C两项错误;由能量守恒定律可知,该系统产生热量Q×3mv×3mv2,D项正确。24答案(1)(2)mgs (3)B解析(1)根据平衡条件有: mgmgsin F安切割产生的电动势为:EB0Lv电流为:I金属棒所受的安培力:F安B0IL解得:v(2)金属棒从静止开始运动到cd的过程,由能量守恒关系得:mgsmgssin ·2mv2Q电阻R上产生的热量为:QRQ解得QRmgs(3)当回路中的总磁通量

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