電磁感應(yīng)中的電路、電量及圖象問(wèn)題.doc

新課標(biāo)高二物理（人教版） 第三章 電磁感應(yīng)第六講電磁感應(yīng)中的電路、電量及圖象問(wèn)題（一）1I是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，變形公式qIt可以求時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量2閉合電路中電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電壓U內(nèi)、外電壓(路端電壓)U外三者之間的關(guān)系為EU內(nèi)U外，其中電源電動(dòng)勢(shì)E的大小等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電勢(shì)差3電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)若回路閉合，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以電磁感應(yīng)問(wèn)題常與電路知識(shí)綜合考查4解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是：(1) 明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或電路就是電源，其他部分是外電路(2) 用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，用楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向(3) 畫等效電路圖分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵(4) 運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解5電磁感應(yīng)中的電量問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過(guò)閉合電路某截面的電荷量qt，而n，則qn，所以q 只和線圈匝數(shù)、磁通量的變化量及總電阻有關(guān)，與完成該過(guò)程需要的時(shí)間無(wú)關(guān)6電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極，即從低電勢(shì)流向高電勢(shì)7求解電路中通過(guò)的電荷量時(shí)，一定要用平均電動(dòng)勢(shì)和平均電流計(jì)算8電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題：對(duì)于圖象問(wèn)題，搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系、變化范圍、初始條件、斜率的物理意義等，往往是解題的關(guān)鍵9解決圖象問(wèn)題的一般步驟(1) 明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者Et圖象、It圖象等(2) 分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程 (3) 用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?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(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(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) 畫圖象或判斷圖象1用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是 ( B )AUaUbUcUdBUaUbUdUcCUaUbUcUdDUbUaUdUb4如圖所示，一線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置，時(shí)(位置正好是細(xì)桿豎直位置)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向(順著磁場(chǎng)方向看去)是 ( D )A，位置均是順時(shí)針?lè)较駼，位置均是逆時(shí)針?lè)较駽位置是順時(shí)針?lè)较?，位置為零，位置是逆時(shí)針?lè)较駾位置是逆時(shí)針?lè)较?，位置為零，位置是順時(shí)針?lè)较?如圖所示為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運(yùn)動(dòng)(O是線圈中心)，則 ( D)A從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大C從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大D從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小6如圖甲所示，A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通過(guò)如圖乙所示的電流I，則 (ABC)A在t1到t2時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸引B在t2到t3時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相排斥Ct1時(shí)刻兩線圈作用力為零Dt2時(shí)刻兩線圈作用力最大72013年9月25日，我國(guó)“神舟七號(hào)”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200 km的太空運(yùn)行假設(shè)載人艙中有一邊長(zhǎng)為50 cm的正方形導(dǎo)線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B4105 T，方向如圖所示求：(1) 該過(guò)程中磁通量的改變量的大小是多少？(2) 該過(guò)程線框中有無(wú)感應(yīng)電流？設(shè)線框電阻為R0.1 ，若有電流則通過(guò)線框的電荷量是多少？(sin 370.6，cos 370.8)解析(1)設(shè)線框在水平位置時(shí)法線n方向豎直向上，穿過(guò)線框的磁通量1BSsin 376.0106 Wb.當(dāng)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角143，穿過(guò)線框的磁通量2BScos 1438.0106 Wb，該過(guò)程磁通量的改變量大小 |12|1.4105 Wb.(2)因?yàn)樵撨^(guò)程穿過(guò)閉合線框的磁通量發(fā)生了變化，所以一定有感應(yīng)電流根據(jù)電磁感應(yīng)定律得，. 通過(guò)的電荷量為qt1.4104 C.8在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖甲所示，磁場(chǎng)向上為正當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化時(shí)，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 (C)9粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出過(guò)程中線框一邊a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是 (B) 10如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為L(zhǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為L(zhǎng)，t0時(shí)刻bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，取沿abcda方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是 (B)11如圖所示，將直徑為d、電阻為R的閉合金屬圓環(huán)從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出，這一過(guò)程中通過(guò)金屬圓環(huán)某一截面的電荷量為 ( A )A. B.C. D.12在物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電量如圖2所示，探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測(cè)量的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開始線圈平面與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)90，沖擊電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電量為q，由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 (B)A. B.C.D.13如圖甲所示，一個(gè)閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)磁場(chǎng)方向向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，線圈中的箭頭為電流I的正方向線圈及線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖線可能是 ( CD )14用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長(zhǎng)為0.2 m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是 (B)AUab0.1 VBUab0.1 VCUab0.2 VDUab0.2 V15在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是 (A)16如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较颍较蛴业姆较驗(yàn)橥饬Φ恼较?，則在02t0時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流與時(shí)間或外力與時(shí)間關(guān)系的圖線是 (D)17如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 。一個(gè)電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界)，周期為T0，則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的圖象為(規(guī)定電流順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎? (A) 新課標(biāo)高二物理（人教版） 第三章 電磁感應(yīng)第六講電磁感應(yīng)中的電路、電量及圖象問(wèn)題（二）1如圖所示，在0x2L的區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy坐標(biāo)系平面(紙面)向里具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy坐標(biāo)系平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng).設(shè)線框從t0時(shí)刻起在外力作用下由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流i(取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖象可能是圖中的 ( D )2如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里在紙面所在平面內(nèi)有一對(duì)角線長(zhǎng)也為d的正方形閉合線圈ABCD，沿AC方向垂直磁場(chǎng)邊界勻速穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，t0時(shí)C點(diǎn)恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始到A點(diǎn)離開磁場(chǎng)為止，閉合線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化圖象正確的是 ( A )3如圖所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L的兩只閉合正方形線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的重力，若閉合線框的電流分別為Ia、Ib，則IaIb為 ( C )A14 B12 C11 D不能確定4如圖所示，兩個(gè)相同導(dǎo)線制成的開口圓環(huán)，大環(huán)半徑為小環(huán)半徑的2倍，現(xiàn)用電阻不計(jì)的導(dǎo)線將兩環(huán)連接在一起，若將大環(huán)放入一均勻變化的磁場(chǎng)中，小環(huán)處在磁場(chǎng)外，a、b兩點(diǎn)間電壓為U1，若將小環(huán)放入這個(gè)磁場(chǎng)中，大環(huán)在磁場(chǎng)外，a、b兩點(diǎn)間電壓為U2，則 (B)A. 1 B. 2C. 4 D. 5如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬圓環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，與環(huán)的最高點(diǎn)A用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)AB兩端的電壓大小為 ( A )A. B. C. DBav6三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。規(guī)定線框中感應(yīng)電流i沿順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?，下?i t圖象中正確的是（ B ） 7. 如圖a所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛另一個(gè)線圈Q，P與Q共軸，Q中通有變化電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖b所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則（AD ）A. t1時(shí)刻N(yùn)GB. t2時(shí)刻N(yùn)GC. t3時(shí)刻N(yùn)G D. t4時(shí)刻N(yùn)G9如圖所示，兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場(chǎng)邊界平行，現(xiàn)使此線框向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持速度方向與ab邊垂直則下列圖中哪一個(gè)可以定性地表示線框在上述過(guò)程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律？（ D ）10.圖中A是一底邊寬為L(zhǎng)的閉合線框，其電阻為R?，F(xiàn)使線框以恒定的速度v沿x軸向右運(yùn)動(dòng)，并穿過(guò)圖中所示的寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知 d，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。若以x軸正方向作為力的正方向，線框從圖6所示位置開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)，則在圖所示的圖像中，可能正確反映上述過(guò)程中磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F 隨時(shí)間t變化情況的是（ D ）11如圖所示，一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對(duì)角做勻速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)城，巳知對(duì)角線AC的長(zhǎng)度為磁場(chǎng)寬度的兩倍且與磁場(chǎng)邊界垂直下面對(duì)于線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間交化的圖象（電流以ABCD順序流向?yàn)檎较颍瑥腃點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)）正確的是（ B ）12如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定向下為正方向），導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在02t0時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流與時(shí)間及外力與時(shí)間關(guān)系的圖線是（ D ）13如圖所示矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖（甲）所示。磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖（乙）所示。t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在04s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）可能是圖（丙）中的（ D ）14如圖7所示，在PQ、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(chǎng)，磁場(chǎng)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(chǎng)的邊界P重合導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示從t0時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域以abcdef為線框中的電動(dòng)勢(shì)E的正方向，則如圖所示的四個(gè)Et關(guān)系示意圖中正確的是 ( C )15半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定垂直于紙面向里為正方向，磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻平行金屬板之間中心有一重力不計(jì)、電荷量為q的靜止微粒，則以下說(shuō)法中正確的是 ( A )A第2 s內(nèi)上極板為正極 B第3 s內(nèi)上極板為負(fù)極C第2 s末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置 D第3 s末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為16如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框abcd，其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處在y軸右側(cè)的一、四象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時(shí)刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正方向，則在線框穿過(guò)磁