（江蘇專版）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)微專題70電磁感應(yīng)中的圖象問題備考精煉

PAGEPAGE170電磁感應(yīng)中的圖象問題[方法點(diǎn)撥](1)產(chǎn)生電動(dòng)勢的那局部導(dǎo)體相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，電源兩端電壓為路端電壓．(2)Φ－t圖象、B－t圖象的斜率對應(yīng)電動(dòng)勢大小及電流方向，其斜率不變或平行，感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變，電流方向不變．1．(多項(xiàng)選擇)矩形線框abcd固定放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖1所示．設(shè)t＝0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，以下圖中i表示線圈中感應(yīng)電流的大小(規(guī)定電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎?，F(xiàn)表示線框ab邊所受的安培力的大小(規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正)，那么以下圖象中可能正確的選項(xiàng)是()圖12．(多項(xiàng)選擇)(2022·如東縣質(zhì)量檢測)如圖2所示，一個(gè)“日〞字形金屬框架豎直放置，AB、CD、EF邊水平且間距均為L，阻值均為R，框架其余局部電阻不計(jì)．水平虛線下方有一寬度為L的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．釋放框架，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時(shí)框架恰好勻速，從AB邊到達(dá)虛線至線框穿出磁場的過程中，AB兩端的電勢差UAB、AB邊中的電流I(設(shè)從A到B為正)隨位移x變化的圖象正確的選項(xiàng)是()圖23．如圖3甲中，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌放置在水平面上，間距為L，左端接電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．將質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上．當(dāng)ab受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與金屬棒速度v的關(guān)系如圖乙．a(chǎn)b與導(dǎo)軌始終垂直且兩端接觸良好，設(shè)ab中的感應(yīng)電流為I，ab受到的安培力大小為FA，R兩端的電壓為UR，R的電功率為P，那么以下圖中大致正確的選項(xiàng)是()圖34．(多項(xiàng)選擇)(2022·儀征中學(xué)模擬)在絕緣水平桌面上有MN、PQ兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間的距離為l，金屬棒ab和cd垂直放在導(dǎo)軌上，兩棒正中間用一根長l的絕緣細(xì)線相連．棒ab右側(cè)有一直角三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，三角形的兩條直角邊長均為l，整個(gè)裝置的俯視圖如圖4所示．從圖示位置在棒ab上加水平拉力F，使金屬棒ab和cd向右勻速穿過磁場區(qū)，那么金屬棒ab中感應(yīng)電流i和絕緣細(xì)線上的張力大小F′隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的選項(xiàng)是(金屬棒ab中電流方向由a到b為正)()圖45．(多項(xiàng)選擇)(2022·高郵市段考)如圖5甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10cm、總電阻為0.1Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈，放在與線圈平面垂直的如下圖的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()圖5A．導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的是交變電流B．在t＝2.5s時(shí)導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為1VC．在0～2s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20CD．在t＝1s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時(shí)功率為10W6．如圖6所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形磁場區(qū)域abcd，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)，以下關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時(shí)間變化的圖象正確的選項(xiàng)是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向)()圖67．(多項(xiàng)選擇)空間中存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的橫截面為等腰直角三角形，底邊水平，其斜邊長度為L.一正方形導(dǎo)體框abcd的邊長也為L，開始正方形導(dǎo)體框的ab邊與磁場區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合，如圖7所示．由圖示的位置開始計(jì)時(shí)，正方形導(dǎo)體框以平行于bc邊的速度v勻速穿越磁場．假設(shè)導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流為i，a、b兩點(diǎn)間的電壓為Uab，感應(yīng)電流取逆時(shí)針方向?yàn)檎?，那么?dǎo)體框穿越磁場的過程中，i、Uab隨時(shí)間的變化規(guī)律的圖象正確的選項(xiàng)是()圖78．(多項(xiàng)選擇)如圖8所示，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框右側(cè)有兩個(gè)寬度也為L的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向分別豎直向下和豎直向上．t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框在外力作用下，以速度v勻速進(jìn)入并通過磁場區(qū)域．規(guī)定電流i沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，磁感線豎直向下時(shí)磁通量Φ為正，安培力的合力F向左為正．那么以下關(guān)于Φ、i、F和導(dǎo)線框中的電功率P隨時(shí)間變化的圖象大致正確的選項(xiàng)是()圖89．(多項(xiàng)選擇)如圖9所示，在水平面內(nèi)有兩個(gè)光滑金屬“V〞字形導(dǎo)軌，空間中存在垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場，其中導(dǎo)軌bac固定不動(dòng)，用外力F使導(dǎo)軌edf向右勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌間始終接觸良好，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，以下關(guān)于回路中的電流I的大小和外力F的大小隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的選項(xiàng)是()圖910．(多項(xiàng)選擇)(2022·南京市三校聯(lián)考)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A、B連接，兩板間距為d且足夠?qū)?，如圖10甲所示．有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示．在平行金屬板A、B正中間有質(zhì)量未知、電荷量為q的帶電液滴，液滴在0～0.1s處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g.那么以下說法正確的選項(xiàng)是()甲乙圖10A．液滴帶正電B．液滴的質(zhì)量為eq\f(qπr2,10gd)C．第0.3s時(shí)液滴的運(yùn)動(dòng)方向改變D．第0.4s時(shí)液滴距初始位置距離為0.08g11．如圖11甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻為R的定值電阻，電阻為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且棒兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，其他局部電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中．t＝0時(shí)對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，通過定值電阻R的電荷量q隨時(shí)間的平方t2變化的關(guān)系如圖乙所示．以下關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量Φ、金屬棒的加速度a、外力F、通過電阻R的電流I隨時(shí)間t變化的圖象中正確的選項(xiàng)是()圖11

答案精析1．AC2．AC[0～L過程中，此時(shí)AB相當(dāng)于內(nèi)阻為R為電源，B為電源正極，電勢較高，AB兩端的電勢差為路端電壓，設(shè)為－U，此時(shí)由閉合電路歐姆定律有：I＝eq\f(E,\f(3,2)R)，U＝I·eq\f(1,2)R＝eq\f(E,3)，其中E為電源電動(dòng)勢，I為電路總電流；L～2L過程中，CD相當(dāng)于內(nèi)阻為R此時(shí)UBA＝E－IR＝eq\f(1,3)E＝U，所以UAB＝－U；2L～3L過程中，EF相當(dāng)于內(nèi)阻為此時(shí)UBA＝E－IR＝eq\f(1,3)E＝U，所以UAB＝－U，那么A圖象符合，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；0～L過程中，因?yàn)锳B邊剛進(jìn)入磁場時(shí)框架恰好勻速，由受力平衡可知，電流方向從A到B，此時(shí)電流I1＝eq\f(E,\f(3,2)R)＝eq\f(2E,3R)；L～2L過程中，CD相當(dāng)于內(nèi)阻為R的電源，電流方向從B到A此時(shí)電流I2＝－eq\f(1,2)I1＝－eq\f(E,3R)；2L～3L過程中，EF相當(dāng)于內(nèi)阻為R的電源，電流方向從B到此時(shí)電流I3＝－eq\f(1,2)I1＝－eq\f(E,3R)，那么C圖象符合，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．]3．A4.AC5．ACD[在0～2s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為eq\f(ΔB1,Δt1)＝1T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E1＝nSeq\f(ΔB1,Δt1)＝100×0.12×1V＝1V，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；在2～3s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率大小為eq\f(ΔB2,Δt2)＝2T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E2＝nSeq\f(ΔB2,Δt2)＝100×0.12×2V＝2V，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為方波交變電流，選項(xiàng)A正確．在t＝2.5s時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E2＝2V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在0～2s內(nèi)，感應(yīng)電流I＝eq\f(E1,R)＝10A，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q＝IΔt＝20C，選項(xiàng)C正確．在t＝1s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的瞬時(shí)功率P＝UI＝I2R＝102×0.1W＝10W，選項(xiàng)D正確．]6．A[由E＝BLv可知，導(dǎo)體棒由b運(yùn)動(dòng)到ac過程中，切割磁感線有效長度L均勻增大，感應(yīng)電動(dòng)勢E均勻增大，由歐姆定律可知，感應(yīng)電流I均勻增大．由右手定那么可知，感應(yīng)電流方向由M經(jīng)R到N，由左手定那么可知，導(dǎo)體棒所受安培力水平向左，大小不斷增大，故B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確．]7．AD[由楞次定律可知，導(dǎo)體框進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，出磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，由E＝BLv可知i＝eq\f(E,R總)＝eq\f(BLv,R總)，導(dǎo)體框進(jìn)、出磁場時(shí)，有效切割長度均由L逐漸變?yōu)榱?，所以電流也是均從大變小，A正確，B錯(cuò)誤；剛進(jìn)磁場時(shí)ab邊為電源，Uab為負(fù)值，且大小為eq\f(3,4)BLv，進(jìn)磁場后Uab均勻減小，cd邊剛到磁場區(qū)域橫截面的斜邊時(shí)ab邊不是電源，電流從b到a，Uab為負(fù)值，且大小為eq\f(BLv,4)，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到導(dǎo)體框出磁場的過程中Uab均勻減小，C錯(cuò)誤，D正確．]8．BD9.AD10．ABD[根據(jù)楞次定律可知，在0～0.1s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢下板為正，液滴處于平衡狀態(tài)時(shí)，可知液滴帶正電，選項(xiàng)A正確；在0～0.1s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝eq\f(0.01,0.1)×πr2＝0.1πr2；對液滴mg＝eq\f(E,d)q，解得m＝eq\f(qπr2,10gd)，選項(xiàng)B正確；0.1～0.2s時(shí)電動(dòng)勢的方向發(fā)生改變，那么液滴向下做加速運(yùn)動(dòng)，0.2～0.3s時(shí)電動(dòng)勢的方向不變，液滴繼續(xù)向下加速運(yùn)動(dòng)，0.3～0.4s時(shí)，電動(dòng)勢的方向發(fā)生改變，液滴向下做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向未改變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；液滴向下加速運(yùn)動(dòng)的加速度為mg＋eq\f(E,d)q＝ma，解得a＝2g,0.1～0.3s內(nèi)液滴向下加速運(yùn)動(dòng)的位移x1＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2g×0.22m＝0.04gm；在0.3s時(shí)刻液滴的速度v＝at＝2g×0.2m/s＝0.4gm/s；0.3～0.4s內(nèi)液滴勻速運(yùn)動(dòng)，故位移為x2＝vt′＝0.4g×0.1m＝0.04gm，故第0.4s時(shí)液滴距初始位置距離為0.08g(單位：米)，選項(xiàng)D正確．]11．C[設(shè)金屬導(dǎo)軌間的距離為l，金屬棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的位移為