2023高考物理一輪總復(fù)習(xí)高考必考題突破講座9電磁感應(yīng)中的圖象問題突破訓(xùn)練

PAGEPAGE2高考必考題突破講座9電磁感應(yīng)中的圖象問題1．(2022·廣東廣州模擬)如右圖所示，abcd是邊長為L，每邊電阻均相同的正方形導(dǎo)體線框，現(xiàn)維持線框以恒定的速度v沿x軸運動，并穿過傾角為45°的三角形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里．線框b點在O位置時開始計時，那么在t＝eq\f(2L,v)時間內(nèi)，a、b二點的電勢差U隨時間t的變化圖線為(D)解析：t＝eq\f(L,v)時刻，ab邊完全進入磁場，電動勢E＝BLv，ab間的電壓等于路端電壓，Uab＝eq\f(3,4)BLv，C錯誤；t＝eq\f(2L,v)時刻，線框完全進入磁場，ab間的電壓等于電動勢E，A、B錯誤，D正確．2．(多項選擇)(2022·河北衡水一模)如圖甲所示(俯視圖)，在光滑的水平面上，寬為eq\r(3)l的區(qū)域內(nèi)存在一勻強磁場，磁場方向垂直水平面向下．水平面內(nèi)有一不可形變的粗細均勻的等邊三角形閉合導(dǎo)體線框CDE(由同種材料制成)，邊長為l，t＝0時刻，E點處于磁場邊界，CD邊與磁場邊界平行．在外力F的作用下線框沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向勻速穿過磁場區(qū)域．從E點進入磁場到CD邊恰好離開磁場的過程中，線框中感應(yīng)電流I(以逆時針方向的感應(yīng)電流為正)、外力F(水平向右為正方向)隨時間變化的圖象(圖象中的t＝eq\f(\r(3)l,2v)，曲線均為拋物線)可能正確的有(BD)甲解析：等邊三角形閉合導(dǎo)線框CDE進入磁場的過程中，穿過線框的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，拉出磁場的過程中，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，在磁場中運動時感應(yīng)電流為零．同時當(dāng)線框進入或拉出磁場時線框切割磁感線的有效長度隨時間t均勻增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均勻增大，選項B正確，A錯誤；因線框在磁場中勻速運動，所以外力F等于線框受到的安培力，外力F∝t2，選項C錯誤，D正確．3．(2022·湖北武漢模擬)如圖甲所示，平行導(dǎo)軌之間有一個矩形磁場區(qū)，在相等面積的兩局部區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場．細金屬棒AB沿導(dǎo)軌從PQ處勻速運動到P′Q′的過程中，棒上AB兩端的電勢差UAB隨時間t的變化圖象正確的選項是(C)甲解析：金屬棒AB在到達磁場左邊前及離開右邊界后沒有感應(yīng)電動勢．設(shè)導(dǎo)體棒切割磁感線的總長度為L，在兩個磁場中切割長度分別為L1和L2.那么：L1＋L2＝L①AB兩端的電勢差UAB等于感應(yīng)電動勢，為：UAB＝B(L1－L2)v②由①②式得：UAB＝2BL1v－BLv，在運動過程中，L1均勻減小，UAB先正后負，故C正確．4．(多項選擇)(2022·湖北黃岡綜訓(xùn))如圖甲所示，豎直平面(紙面)兩水平線間存在寬度為d的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、邊長也為d的正方形線框從磁場上方某處自由落下，t1時刻線框的下邊進入磁場，t2時刻線框的上邊進入磁場，t3時刻線框上邊離開磁場．線框平面在下落過程中始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場邊界平行，不計空氣阻力，那么線框下落過程中的v-t圖象可能正確的選項是(AB)解析：進入磁場前和通過磁場后，線框只受重力，加速度恒為g.設(shè)線框下邊進入磁場時速度為v，那么線框中感應(yīng)電動勢E＝Bdv，由閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R)，安培力F＝BId.解得：F＝eq\f(B2d2v,R)，假設(shè)F＝mg，那么線框勻速穿過磁場，A項正確；假設(shè)F>mg，那么線框減速通過磁場，由牛頓第二定律有：eq\f(B2d2v,R)－mg＝ma1，可知線框加速度不斷減小，B項正確；假設(shè)F<mg，線框在磁場中剛開始做加速運動，由牛頓第二定律有mg－eq\f(B2d2v,R)＝ma2，所以線框加速度不斷減小，當(dāng)F＝mg時線框勻速運動，故C、D項錯．5．(多項選擇)(2022·四川卷)如圖甲所示，電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流的功率為P，它們隨時間t變化圖象可能正確的有(BC)甲解析：設(shè)某時刻金屬棒的速度為v，根據(jù)牛頓第二定律F－FA＝ma，即F0＋kv－eq\f(B2l2v,R＋r)＝ma，即F0＋(k－eq\f(B2l2,R＋r))v＝ma，如果k>eq\f(B2l2,R＋r)，那么加速度與速度成線性關(guān)系，且隨著速度增大，加速度越來越大，即金屬棒運動的v-t圖象的切線斜率越來越大，由于FA＝eq\f(B2l2v,R＋r)，F(xiàn)A－t圖象的切線斜率也越來越大，感應(yīng)電流(i＝eq\f(Blv,R＋r))、電阻兩端的電壓(UR＝eq\f(BlRv,R＋r))及感應(yīng)電流的功率(P＝eq\f(B2l2v2,R＋r))也會隨時間變化得越來越快，B項正確；如果k＝eq\f(B2l2,R＋r)，那么金屬棒做勻加速直線運動，電動勢隨時間均勻增大，感應(yīng)電流、電阻兩端的電壓、安培力均隨時間均勻