高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題9.3 電磁感應(yīng)中的電路與圖象問(wèn)題押題專(zhuān)練

1、專(zhuān)題9.3 電磁感應(yīng)中的電路與圖象問(wèn)題1如圖所示，電路的左側(cè)是一個(gè)電容為c的電容器，電路的右側(cè)是一個(gè)環(huán)形導(dǎo)體，環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為s.在環(huán)形導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示則在0t0時(shí)間內(nèi)電容器()a上極板帶正電，所帶電荷量為b上極板帶正電，所帶電荷量為c上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為d上板板帶負(fù)電，所帶電荷量為答案：a2矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示設(shè)t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，則在04 s時(shí)間內(nèi)，下列選項(xiàng)中能正確反映線(xiàn)框ab邊所受的安培力隨時(shí)間t變化的圖象(規(guī)定ab

2、邊所受的安培力向左為正)的是()答案：d3如圖所示為有理想邊界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b0.5 t，兩邊界間距s0.1 m，一邊長(zhǎng)l0.2 m的正方形線(xiàn)框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻為r0.4 ，現(xiàn)使線(xiàn)框以v2 m/s的速度從位置勻速運(yùn)動(dòng)到位置，則下列能正確反映整個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差uab隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)是()答案：a解析：ab邊切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eblv0.2 v，線(xiàn)框中感應(yīng)電流為i0.5 a，所以在05×102 s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為u3i×r0.15 v；在5×102 10×102 s時(shí)間內(nèi)，ab兩端

3、電勢(shì)差u2e0.2 v；在10×102 15×102 s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為u3i×r0.05 v.4如圖所示，一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線(xiàn)框，由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)取線(xiàn)框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t0)，規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，則圖中能正確反映線(xiàn)框中電流與時(shí)間關(guān)系的是()答案：a5如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線(xiàn)圈平面位于紙面內(nèi)，現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化，先按圖所示的oa圖線(xiàn)變化，后來(lái)又按bc和cd變化，令e1、e2、e3分別表示這

4、三段變化過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，i1、i2、i3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則下列說(shuō)法正確的是()ae1<e2，i1沿逆時(shí)針?lè)较?，i2沿順時(shí)針?lè)较騜e1<e2，i1沿順時(shí)針?lè)较颍琲2沿逆時(shí)針?lè)较騝e2<e3，i2沿逆時(shí)針?lè)较?，i3沿順時(shí)針?lè)较騞e2e3，i2沿逆時(shí)針?lè)较?，i3沿順時(shí)針?lè)较虼鸢福篴解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，即e，oa段的較小，而bd段的較大，所以e1<e2e3；在oa段由楞次定律可知i1方向?yàn)槟鏁r(shí)針，而bc段的電流i2方向?yàn)轫槙r(shí)針，cd段的電流也為順時(shí)針?biāo)哉_選項(xiàng)為a選項(xiàng)6如圖所示，在一底邊長(zhǎng)為2l、高為l的等腰直角三角形區(qū)域分布著如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左

5、側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為b一邊長(zhǎng)為l、總電阻為r的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd，從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正，則下列表示線(xiàn)框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()答案：d7如圖所示，等離子氣流(由高溫、高壓的等電荷量的正、負(fù)離子組成)由左方連續(xù)不斷地以速度v0垂直射入p1和p2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)ab和cd的相互作用情況為：01 s內(nèi)排斥，13 s內(nèi)吸引，34 s內(nèi)排斥線(xiàn)圈a內(nèi)有外加磁場(chǎng)，規(guī)定向左為線(xiàn)圈a內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度b的正方向，則線(xiàn)圈a內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的圖象有可

6、能是下圖中的()答案：c8.如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n100的圓形導(dǎo)體線(xiàn)圈，面積s10.4 m2，電阻r1 ，在線(xiàn)圈中存在面積s20.3 m2的垂直線(xiàn)圈平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示有一個(gè)r2 的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線(xiàn)圈相連接，b端接地，則下列說(shuō)法正確的是()甲乙a圓形線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e6 vb在04 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻r的電荷量q8 cc設(shè)b端電勢(shì)為零，則a端的電勢(shì)a 3 vd在04 s時(shí)間內(nèi)電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱q18 j答案：d解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可得en，由圖乙結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得k t/s0.15 t/s，將其代入可求e4.5 v，

7、a錯(cuò)設(shè)平均電流強(qiáng)度為，由qttntn，在04 s穿過(guò)圓形導(dǎo)體線(xiàn)圈的磁通量的變化量為0.6×0.3 wb00.18 wb，代入可解得q6 c，b錯(cuò).04 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，圓形線(xiàn)圈內(nèi)磁通量增加，由楞次定律結(jié)合右手定則可得b點(diǎn)電勢(shì)高，a點(diǎn)電勢(shì)低，故c錯(cuò)由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與電流均恒定，可得i1.5 a，由焦耳定律可得qi2rt18 j，d對(duì)9如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b1.0 t，質(zhì)量m0.04 kg、高h(yuǎn)0.05 m、總電阻r5 、n100匝的矩形線(xiàn)圈豎直固定在質(zhì)量m0.08 kg的小車(chē)上，小車(chē)與線(xiàn)圈的水平長(zhǎng)度l相等線(xiàn)圈和小車(chē)一起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)

8、，并以初速度v110 m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)方向始終垂直若小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度v隨位移x變化的v­x圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知()a小車(chē)的水平長(zhǎng)度l15 cmb磁場(chǎng)的寬度d35 cmc小車(chē)的位移x10 cm時(shí)線(xiàn)圈中的電流i7 ad線(xiàn)圈通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量q1.92 j答案：c10如圖1所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊長(zhǎng)為2l，高為l.在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng)，左側(cè)小三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右側(cè)小三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b.一邊長(zhǎng)為l、總電阻為r的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd，從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿a

9、bcda的感應(yīng)電流方向?yàn)檎瑒t圖中表示線(xiàn)框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()圖1答案d11將一段導(dǎo)線(xiàn)繞成如圖2甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)回路的ab邊置于垂直紙面向里為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示用f表示ab邊受到的安培力，以水平向右為f的正方向，能正確反映f隨時(shí)間t變化的圖象是()圖2答案b12如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一根彎成45°的金屬線(xiàn)poq，其所在平面與磁場(chǎng)垂直，長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)mn與金屬線(xiàn)緊密接觸，起始時(shí)oal0，且mnoq，所有導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度電阻均為r，mn勻速水平向右運(yùn)動(dòng)

10、的速度為v，使mn勻速運(yùn)動(dòng)的外力為f，則外力f隨時(shí)間變化的規(guī)律圖象正確的是()圖3答案c解析設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，則n點(diǎn)距o點(diǎn)的距離為l0vt，直導(dǎo)線(xiàn)在回路中的長(zhǎng)度也為l0vt，此時(shí)直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eb(l0vt)v；整個(gè)回路的電阻為r(2)(l0vt)r，回路的電流i；直導(dǎo)線(xiàn)受到的外力f大小等于安培力，即fbilb(l0vt)(l0vt)，故c正確13(多選)在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形線(xiàn)框abcd，bc邊右側(cè)有一等腰直角三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域efg，三角形腰長(zhǎng)為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，a、b、e、f在同一直線(xiàn)上，其俯視圖如圖4所示，線(xiàn)框從圖示位置在水平拉力f作用下以速度v向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)

11、區(qū)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流it和ft圖象正確的是(以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，以水平向右的拉力為正，時(shí)間單位為)()圖4答案bd14(多選)如圖5甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線(xiàn)框，匝數(shù)n20，總電阻r2.5，邊長(zhǎng)l0.3m，處在兩個(gè)半徑均為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中線(xiàn)框頂點(diǎn)與右側(cè)圓心重合，線(xiàn)框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓心重合磁感應(yīng)強(qiáng)度b1垂直水平面向上，大小不變；b2垂直水平面向下，大小隨時(shí)間變化b1、b2的值如圖乙所示，則()圖5a通過(guò)線(xiàn)框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较騜t0時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為0.1wbc在0.6s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)框中的電荷量約為0.13cd經(jīng)過(guò)0.6s線(xiàn)框中產(chǎn)生的熱量約為0.07j答案acd15

12、如圖6所示，水平面上有兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，間距為l0.5m，左端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值r3的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值為rl6的小燈泡l連接，在cdef矩形區(qū)域內(nèi)存在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一根阻值r0.5、質(zhì)量m0.2kg的金屬棒在恒力f2n的作用下由靜止開(kāi)始從ab位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t1s剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域求金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)：圖6(1)金屬棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；(2)小燈泡兩端的電壓和金屬棒受到的安培力答案(1)1v(2)0.8v0.04n，方向水平向左(2)小燈泡與電阻r并聯(lián)，r并2，通過(guò)金屬棒的電流大小i0.4a，小燈泡兩端的電壓ueir1v

13、0.4×0.5v0.8v.金屬棒受到的安培力大小fabil0.2×0.4×0.5n0.04n，由右手定則和左手定則可判斷安培力方向水平向左16如圖7甲所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌mn、pq相距0.8m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長(zhǎng)為1m的金屬棒ab垂直于mn、pq放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為0.1kg、與導(dǎo)軌接觸端間電阻為1.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，電路中r2為一電阻箱已知燈泡的電阻rl4，定值電阻r12，調(diào)節(jié)電阻箱使r212，重力加速度g取10m/s2.將開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)，金屬棒由靜止釋放，1s

14、后閉合開(kāi)關(guān)，如圖乙所示為金屬棒的速度隨時(shí)間變化的圖象，求：圖7(1)斜面傾角及磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大??；(2)若金屬棒下滑距離為60m時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開(kāi)始下滑100m的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；(3)改變電阻箱r2的阻值，當(dāng)r2為何值時(shí)，金屬棒勻速下滑時(shí)r2的功率最大，消耗的最大功率為多少？答案(1)30°0.5t(2)32.42j(3)1.5625w解析(1)開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)，由題圖甲、乙得agsin5m/s2，則sin，30°.f安bil，i，r總rabr1(12)6，由圖乙得vm18.75m/s，當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，有mgsinf安，所以mgsin，得b

15、t0.5t.(2)由動(dòng)能定理有mg·s·sinqmv0，得qmg·s·sinmv32.42j.17一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的正方形金屬框總電阻r0.5 ，金屬框放在表面絕緣的斜面aabb的頂端(金屬框上邊與aa重合)，自靜止開(kāi)始沿斜面下滑，下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊bb平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端(金屬框下邊與bb重合)，設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v，與此對(duì)應(yīng)的位移為x，那么v2­x圖象如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，金屬框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2，sin 53°0.8，cos 53&#

16、176;0.6.(1)根據(jù)v2­x圖象所提供的信息，計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間t；(2)求出斜面aabb的傾斜角；(3)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大小答案：(1) s(2)53°(3) t解析：(1)由v2­x圖象可知：x10.9 m，v13 m/s，做勻加速運(yùn)動(dòng)；(2)金屬框加速下滑時(shí)，由牛頓笫二定律得mgsin mgcos ma由圖象得a5.0 m/s2，得53°(3)金屬框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，金屬框受力平衡，有mgcos mgsin 金屬框的寬度ld0.5x20.5 m得b t. 18如圖甲所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場(chǎng)

17、分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒(méi)有變化，與x軸的關(guān)系如圖乙所示，圖線(xiàn)是雙曲線(xiàn)(坐標(biāo)軸是漸近線(xiàn))；頂角45°的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌mon固定在水平面內(nèi)，on與x軸重合，一根與on垂直的長(zhǎng)導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌mon向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌良好接觸已知t0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂點(diǎn)o處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m2 kg；om、on接觸處o點(diǎn)的接觸電阻為r0.5 ，其余電阻不計(jì)；回路電動(dòng)勢(shì)e與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示，圖線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，求：(1)t2 s時(shí)流過(guò)導(dǎo)體棒的電流i2的大??；(2)12 s時(shí)間內(nèi)回路中流過(guò)的電荷量q的大小；(3)導(dǎo)體棒滑動(dòng)過(guò)程中水平外力f(單位：n)與橫坐標(biāo)x(單位：m)的關(guān)系式答案：(1)8 a(2)6 c(3)f44解析：(1)根據(jù)e­t圖象可知t2 s時(shí)，回路中電動(dòng)勢(shì)e24