電磁感應中的圖像問題專題練習

1、-. z.電磁感應中的圖像問題專題練習1.(2016模擬)如圖(甲)所示,矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導線框所在平面垂直.規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示.假設規(guī)定順時針方向為感應電流i的正方向,圖中正確的選項是()2.(2016康杰中學高二月考)如下圖,兩條平行虛線之間存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,虛線間的距離為L.金屬圓環(huán)的直徑也是L.自圓環(huán)從左邊界進入磁場開場計時,以垂直于磁場邊界的恒定速度v穿過磁場區(qū)域.規(guī)定逆時針方向為感應電流i的正方向,則圓環(huán)中感應電流i隨其移動距離*的變化的i*圖像最接近()3.如圖(甲)所示,光

2、滑導軌水平放置在豎直方向的勻強磁場中,勻強磁場的磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖(乙)所示(規(guī)定向下為正方向),導體棒ab垂直導軌放置,除電阻R的阻值外,其余電阻不計,導體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止狀態(tài).規(guī)定ab的方向為電流的正方向,水平向右的方向為外力的正方向,則在02t0時間,能正確反映流過導體棒ab的電流與時間或外力與時間關系的圖線是()4.如下圖,有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域其直角邊長為L,磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度大小為B.邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd,從圖示位置開場沿*軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域.取沿abcda的感應電流方向為正,則表示線

3、框中電流i隨bc邊的位置坐標*變化的圖像正確的選項是()5.如下圖,EOF和EOF為空間一勻強磁場的邊界,其中EOEO,FOFO,且EOOF,OO為EOF的角平分線,OO間的距離為l,磁場方向垂直于紙面向里,一邊長為l的正方形導線框ABCD沿OO方向勻速通過磁場,t=0時刻恰好位于圖示位置.規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正,則在圖中感應電流i與時間t的關系圖線可能正確的選項是()6.如下圖,用導線制成的矩形框長2L,以速度v穿過有理想界面的寬為L的勻強磁場,則,線框中感應電流和時間的關系可用下列圖中的哪個圖表示()7.如下圖,平行導軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域,細金屬棒PQ沿導軌從MN外勻

4、速運動到MN的過程中,棒上感應電動勢E隨時間t變化的圖示,可能正確的選項是()8.如圖(甲)所示,一個由導體制成的矩形線圈以恒定速度v運動,從無場區(qū)進入勻強磁場區(qū),然后出來,假設取逆時針方向為電流的正方向,則在圖(乙)所示的圖線中,能正確反映出回路中感應電流隨時間變化的是()9.如圖(甲)所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導軌的端點d,e之間連接一電阻,其他局部電阻忽略不計.現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開場向右在框架上滑動,運動中桿ab始終垂直于框架.圖(乙)為一段時間金屬桿受到的安培力F安

5、隨時間t的變化關系,則圖(丙)中可以表示外力F隨時間t變化關系的圖像是()10.(多項選擇)邊長為a的閉合金屬正三角形框架完全處于垂直于框架平面的勻強磁場中,現(xiàn)把框架勻速拉出磁場,如下圖,則電動勢、外力、外力功率與位移的關系圖像不相符的是()11.(多項選擇)如圖,一有界區(qū)域,存在著磁感應強度大小均為B、方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場,磁場寬度均為L.邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上,使線框從靜止開場沿*軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域,假設以逆時針方向為電流的正方向,能反映線框中感應電流變化規(guī)律的是下列圖中的(AC)12.(多項選擇)(2016高二月考)有

6、一個垂直于紙面的勻強磁場,它的邊界MN左側(cè)為無場區(qū),右側(cè)是勻強磁場區(qū)域,如圖(甲)所示,現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進入勻強磁場區(qū)域,線框中的電流隨時間變化的it圖像如圖(乙)所示,則進入磁場區(qū)域的金屬線框可能是下列圖的()13.勻強磁場的磁感應強度B=0.2 T,磁場寬度l=3 m,一正方形金屬框邊長ad=l=1 m,每邊的電阻r=0.2 ,金屬框以v=10 m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直,如下圖,試畫出:(1)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,各階段的等效電路圖;(2)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框感應電流的it圖線;(要求寫出圖依據(jù))(3

7、)ab兩端電壓的Ut圖線.(要求寫出作圖依據(jù))1、解析:01 s,B垂直紙面向里均勻增大,則由楞次定律及法拉第電磁感應定律可知線框中產(chǎn)生恒定的感應電流,方向為逆時針方向,排除A,C選項.23 s,B垂直紙面向外均勻增大,同理可得線框中電流大小不變,方向為順時針方向,選項B錯誤,D正確.2、解析:圓環(huán)進入磁場的過程中,圓環(huán)中磁通量增大,由楞次定律可得感應電流的方向沿逆時針方向,為正,感應電動勢先增大后減小,所以,圓環(huán)中感應電流先增大后減小;圓環(huán)離開磁場過程中,圓環(huán)中磁通量減小,由楞次定律可得感應電流的方向為順時針方向,為負,感應電流大小先增大后減小,應選項A正確.3、解析:在0t0時間磁通量為向

8、上減少,t02t0時間磁通量為向下增加,兩者等效,且根據(jù)Bt圖線可知,兩段時間磁通量的變化率相等,根據(jù)楞次定律可判斷02t0時間均產(chǎn)生由b到a的大小不變的感應電流,選項A,B均錯誤;在0t0可判斷所受安培力的方向水平向右,則所受水平外力方向向左,大小F=BIL,隨B的減小呈線性減小;在t02t0時間,可判斷所受安培力的方向水平向左,則所受水平外力方向向右,大小F=BIL,隨B的增加呈線性增加,選項D正確.4、解析:0L不切割,所以I=0,L2L,bc邊切割,且有效切割長度在增大.由右手定則知電流bc,為正,當bc邊在2L3L段,ad邊切割,bc邊不切割,有效切割長度增大,I增大,且電流ad,為

9、負,應選項C正確.5、解析:以圖示位置為零位置,AB邊從零位置開場運動到O的過程中,只有AB邊的一局部切割了磁感線,切割的有效長度從零增加到l,感應電動勢變大,由右手定則可以判斷,感應電流方向為逆時針(即與題目規(guī)定的正方向一樣),因此排除了C,D選項.AB邊從O位置開場繼續(xù)運動到A,B兩點與OE,OF邊接觸的過程中,只有AB邊切割了磁感線,切割的有效長度等于l,感應電動勢不變,感應電流方向還是逆時針.AB邊從上述位置繼續(xù)運動到O點的過程中,AB邊和CD邊都局部切割了磁感線,AB邊切割的有效長度從l減小到0,而CD邊切割的有效長度從0增加到l,兩條邊產(chǎn)生的感應電動勢相反,相互抵消,電動勢減小到0

10、后反向增加,所以感應電流方向先逆時針減小到0,再從0開場順時針增加,再往后CD從O到O跟前面AB從O到O過程相反.由此判斷選項B正確.6、解析:當線框右邊剛出磁場到線框左邊剛進入磁場時間,穿過線框的磁通量不變,無感應電流,左邊進入磁場后感應電流方向反向,應選項B正確.7、解析:在金屬棒PQ進入磁場區(qū)域之前或出磁場后,棒上均不會產(chǎn)生感應電動勢,選項D錯誤;在磁場中運動時,感應電動勢E=Blv,保持不變,應選項A正確.8、解析:當線圈ab,cd邊都不進入磁場時,線圈無感應電流;當線圈只有ab邊進入磁場切割磁感線時,產(chǎn)生的感應電動勢E=Blv為定值,感應電流也為定值,方向為逆時針(正)方向;當ab,

11、cd邊都進入磁場時,線圈沒有感應電流;當線圈只有cd邊在磁場時,感應電流方向為順時針(負)方向,且數(shù)值一定;當cd邊離開磁場后,線圈無感應電流.應選項C正確.9、解析:ab切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢E=Blv,感應電流為I=,安培力F安=,所以vF安,vt,金屬桿的加速度為定值,又由牛頓第二定律F-F安=ma,得F=F安+ma,故D項正確.10、解析:框架勻速拉出過程中,有效長度l均勻增加,由E=Blv知,電動勢均勻變大,選項A錯誤,B正確;因勻速運動,則F外=F安=BIl=,故外力F外隨位移*的增大而非線性增大,選項C錯誤;外力功率P=F外v,v恒定不變,故P也隨位移*的增大而非線性增大,選項

12、D錯誤.11、解析:當bc邊在0L運動時,由右手定則可判斷出感應電流的方向為逆時針方向,感應電流大小為I=,圖像應為過坐標原點的直線.當bc邊在L2L運動時,ad,bc兩邊均切割磁感線,由右手定則可判斷出感應電流的方向為順時針方向.當ad邊剛進入L2L時,bc邊離開磁場,由右手定則可判斷出感應電流的方向為逆時針方向,且此時的感應電流突然變小,應選項B,D錯誤.因?qū)Ь€框勻加速運動,所以當bc邊在3L*L的區(qū)域運動時,感應電流隨時間均勻變化,圖像仍為直線而感應電流隨位移*變化的圖像不為直線.應選項A,C正確.12、解析:在B,C兩線圈進入磁場的過程中,線圈切割磁感線的有效長度先逐漸線性增大,然后不變,再逐漸線性減小,所以電流呈現(xiàn)圖(乙)的形狀.選項B,C正確.13、解析:金屬框的運動過程分為三個階段:第階段cd相當于電源;第階段cd和ab相當于開路時兩并聯(lián)的電源;第階段ab相當于電源,如下圖.在第階段,