2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十三)第九章電磁感應(yīng)第3節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖像問

1、對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電磁感應(yīng)中的電路問題n0 =7時(shí)，桿受的安培力大小為3n + J R）解析：選 A 0 = 0 時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E= 2Bav,A 正確；感應(yīng)電流為 丨1=音3B?av3.（2017 唐山模擬）在同一水平面上的光滑平行導(dǎo)軌有如圖所示的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板=Ra= 12 Q , R= 2 Q ,金屬棒ab的電阻r= 2 Q ,其他電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板一14142課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十三）電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題1. （2017 南昌模擬）如圖所示，虛線框內(nèi)存在均勻變化的

2、勻強(qiáng)磁場(chǎng),個(gè)電阻R、艮、R3的阻值之比為1 : 2 : 3,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。當(dāng) S、S2閉合,S 斷開時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為I；當(dāng) S2、S3閉合，Si斷開時(shí)，閉合回路中產(chǎn)疋SV酥:常!?c K X ! -r盡S?感應(yīng)電流為 51;當(dāng) S、S3閉合,S2斷開時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為（A. 0B. 41C. 61D. 7I解析：選 D 因?yàn)镽:R:R3= 1 : 2 : 3,可以設(shè)R=R, R2= 2R,R3= 3R由電路圖可知,當(dāng) S、S2閉合，S3斷開時(shí)，電阻R與R2組成閉合回路，設(shè)此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是E,由歐姆定律可得E1= 3IR。當(dāng) S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電阻 艮與 R?組成閉合回

3、路，設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ez,由歐姆定律可得 Ea = 5IX5R= 25IR。當(dāng) Si、S3閉合，S 斷開時(shí)，電阻R與 R?組成閉合回路,E28IR此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=E1+E2= 28IR，則此時(shí)的電流I= 4R=4R= 7I，故選項(xiàng) D 正確。2.（2017 鄭州一模）半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為 R）。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo 桿在圓環(huán)上以速度行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由0 確定，如圖所示。則（）A.0 = 0 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2BavB.n0

4、 = -3 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為j3BavC.0 = 0 時(shí)，桿受的安培力大小為22Bavn +R?2B2avD.2Bv4Wav，所以安培力為F1=Bl2a=n + 厶R）nR）nC 錯(cuò)誤；同理，0 =時(shí)，E2=Bav,P、Q相距I= 1 m,導(dǎo)軌左端接M N相距d= 10 mm 定值電阻R22之間的質(zhì)量m 1X 10 kg、電荷量q= 1x 10 C 的微粒恰好靜止不動(dòng)。取g= 10m/s ,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且速度保持恒定。試求：(1) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向；(2)ab兩端的路端電壓；(3) 金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度。解析：(1)負(fù)電荷受到重力和電場(chǎng)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)橹亓?/p>

5、豎直向下，所以電場(chǎng)力豎直向上，故M板帶正電。ab棒向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab棒等效于電源，感應(yīng)電流方向由a,其a端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場(chǎng)方向豎直向下。(2)微粒受到重力和電場(chǎng)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件有mg= EqUMN又E=所以UMN=mgd=0.1 VqUMNR3兩端電壓與電容器兩端電壓相等，由歐姆定律得通過Rs 的電流為1=R= 0.05 AR艮則ab棒兩端的電壓為Ub=UMNI= 0.4 V。R十 R(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv由閉合電路歐姆定律得E=也十Ir= 0.5 V聯(lián)立解得v= 1 m/s。答案：(1)豎直向下(2)0.4

6、 V (3)1 m/s對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電磁感應(yīng)中的圖像問題4.(2017 南昌模擬)如圖甲所示，在水平面上固定有平行長直金屬導(dǎo)軌ab、cd,bd端接有電阻R。導(dǎo)體棒ef垂直軌道放置在光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。導(dǎo)軌右端區(qū)域存在 垂直導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。在t= 0 時(shí)刻，導(dǎo)體棒以速度V0從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間2to開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，取磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，回路中順時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较颍瑒t回路中的電流隨時(shí)間t的變化規(guī)律圖像可能是()23屮乙.VD即感應(yīng)電流為負(fù)值且MCD線框切割磁感線的有效C 正確。NA1受到隨速度的增大而增大的安

7、當(dāng)安培力增大到等于水平方向的恒力3C與MN重合，線框由靜足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)等腰三角形金屬線框頂點(diǎn)始運(yùn)動(dòng)。由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流全進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，關(guān)于線框運(yùn)動(dòng)的置，金屬桿和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，桿與導(dǎo)軌間接觸良好且無摩擦，整F,使所以圖 A 正確，圖 C 錯(cuò)誤。長度I增大、安培力增大，由牛頓第二定律得為常數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律流為常數(shù)。根據(jù)楞次定律可判斷出回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向培力作用，所以金屬桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)金屬桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿的速度大小為個(gè)裝置處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)對(duì)金屬桿施加一個(gè)與其垂直的水平方向的恒力回路產(chǎn)生的感應(yīng)電

8、動(dòng)勢(shì)E為常數(shù)，則回路產(chǎn)生的感應(yīng)電止釋放，沿軸線DC方向豎直落入磁場(chǎng)中。忽略空氣阻力，從釋放到線框完v,R上消耗的總能量為E6.（多選）（2017 東北三校聯(lián)考）如圖所示，M N為同一水平恒定，可排除圖 B、D;在大于 2to時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流導(dǎo)體棒受到安培力作用， 做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)， 其感應(yīng)電流隨時(shí)間變化應(yīng)該為曲線v-t圖像，可能正確的是（）面內(nèi)的兩條平行長直導(dǎo)軌，左端串接電阻R,金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放( )5.（2017 上饒二模）在如圖所示的豎直平面內(nèi)，在水平線MN的下方有則下列關(guān)于v、E隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是解析：選 A 由題圖乙可知，在速，由

9、于I、v不斷增大，a不斷減小，則線框做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故F時(shí)，金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，v-t圖像 A 正確，B 錯(cuò)誤。由功能關(guān)系知，開始水平方向的解析：選 AD 對(duì)金屬桿ab施加一個(gè)與其垂直的水平方向的恒力F,使金屬桿從靜止開解析：選 C 線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中受到的安培力F=BIL= 零02t0時(shí)間內(nèi)，回路中磁通量變化率 罟=晉=mg- F=ma得a=g-霜，線框由靜止加父oiU_hj甌t （0臥2taB恒力F做的功一部分使金屬桿動(dòng)能增大， 另一部分轉(zhuǎn)化為電能，被電阻R消耗掉；當(dāng)金屬桿 勻速運(yùn)動(dòng)后，水平方向的恒力F所做的功等于R上消耗的總能量E,因此Et圖像可能正確 的是 Do7.（多選）（

10、2017 山東第一次大聯(lián)考）如圖所示，導(dǎo)體棒沿兩平行導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abed磁場(chǎng)區(qū)域，ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的 2 倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時(shí)間變化的圖像正確的是（規(guī)定電流由M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向）（）解析：選 AC 導(dǎo)體棒在左半?yún)^(qū)域時(shí)，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向上，電流M經(jīng)R到N為正值，且逐漸變大， 導(dǎo)體棒在右半?yún)^(qū)域時(shí)，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向下，電流為負(fù)值，且逐漸減小，且滿足經(jīng)過分界線時(shí)感應(yīng)電流大小突然加倍，A 正確，B 錯(cuò)誤；第一段時(shí)間內(nèi)安培力大

11、小F=BIL%L2,第 2 段時(shí)間內(nèi)F= 2BILL2, C 正確，D 錯(cuò)誤。2& （2017 合肥二模）如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n= 100 的圓形導(dǎo)體線圈，面積S= 0.4 m , 電阻r=1 Q。在線圈中存在面積82= 0.3 m2的垂直線圈平面向外的勻強(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)R= 2 Q 的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的是（）A.圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E= 6 VB. 在 04 s 時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量q= 8 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

12、上產(chǎn)生的焦耳熱Q=18 JAB8AB解析：選 D 由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=由圖乙結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得k=貢=At=nAT#At=n，在04 s穿過圓形導(dǎo)體線圈的磁通量的變化量為=0.6 X 0.3 Wb 0= 0.18 Wb，代入可解得q= 6 C , B 錯(cuò)。04 s 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，圓形線圈內(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0.64T/s =0.15E= 4.5 V, A 錯(cuò)。設(shè)平均電流強(qiáng)度為由q= 丁At= RZ70246T乙26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=I2Rt= 18 J , D 對(duì)?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練9. (2017

13、 新余高三上學(xué)期期末質(zhì)檢)如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d= 0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值R= 2 Q 的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值R.= 4 Q 的小燈泡 L 連接。在CDFE巨形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長I=2 m，有一阻值r= 2 Q 的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處(恰好不在磁場(chǎng)中)。CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示。在t= 0 至t=4 s 內(nèi)，金屬棒PQ保持 靜止，在t= 4 s 時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)。已知從t= 0 開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生

14、變化。求：(1)通過小燈泡的電流；金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小。解析：(1)在t= 0 至t= 4 s 內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電B此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=-Z?=dl真=。5X2X 0.5V= 0.5V通過小燈泡的電流為：I=書=0.1 A。(2)當(dāng)棒在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電路為再與r串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻RR4X210=r+ 麗=2+42Q= TQ電動(dòng)勢(shì)E=IR總=Bdv解得棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小v= 1 m/s。答案：(1)0.1 A (2)1 m/s1=rJTR=動(dòng)勢(shì)。電路為r與R并聯(lián)，再與R.串聯(lián)，電路的總電阻只總=R

15、+RrR+7 =5R與R-并聯(lián),由于燈泡中電流不變，所以燈泡的電流IL=I= 0.1 A，則流過金屬棒的電流為I=IL+IR=IL+RlL=0.3 A10. (2016 全國丙卷)如圖，兩條相距I的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻 強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止

16、開始向右運(yùn)動(dòng)，在to時(shí)刻恰好以速度vo越過MN此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它 們的電阻均忽略不計(jì)。求：(1) 在t= 0 到t=to時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對(duì)值；(2) 在時(shí)刻t(tto)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。解析：(1)在金屬棒越過MN之前，t時(shí)刻穿過回路的磁通量為二ktS設(shè)在從t時(shí)刻到t+ t的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為，流過電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感應(yīng)定律有& =十&由歐姆定律有i=R由電流的定義有i曽聯(lián)立式得| q|=-Rt由式得，在t= 0 到t=to的時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕對(duì)值為ktoSlql =有。(2)當(dāng)tto時(shí)，金屬棒已越過MN由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運(yùn)動(dòng)，有f=F式中，f是外加水平恒力，F(xiàn)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)施加的安培力。設(shè)此時(shí)回路中的電流為I