（江蘇專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 9.3（小專題）電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題隨堂演練（選修3-2）-人教版高三選修3-2物理試題

第3課時(shí)(小專題)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題1.(2014·惠州二調(diào))如圖12所示，單匝圓形金屬線圈電阻恒定不變，在線圈的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場，在時(shí)間t1內(nèi)要使線圈中產(chǎn)生大小、方向恒定不變的電流，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)按下列哪種情況變化()圖12解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(SΔB,Δt)和閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R)，得線圈中電流I＝eq\f(SΔB,RΔt)，要使電流的大小和方向不變，要求磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率eq\f(ΔB,Δt)一定，即B－t圖線的斜率一定但不為0，可知選項(xiàng)A正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A2．(多選)如圖13所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)電阻為R的燈泡，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab電阻為r，導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計(jì)，則導(dǎo)體棒ab在下滑過程中()圖13A．感應(yīng)電流在導(dǎo)體棒ab中方向從b到aB．受到的安培力方向沿斜面向下，大小保持恒定C．機(jī)械能一直減小D．克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能解析導(dǎo)體棒ab在下滑過程中，由右手定則可判斷感應(yīng)電流在導(dǎo)體棒ab中方向從b到a，選項(xiàng)A正確；由左手定則可判斷導(dǎo)體棒ab受到沿斜面向上的安培力F安，由分析知，導(dǎo)體棒ab速度逐漸增大，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，感應(yīng)電流增大，安培力增大，如果導(dǎo)軌足夠長，則當(dāng)F安＝mgsinθ時(shí)達(dá)到最大速度vm，之后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度不再增大，安培力不再改變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于下滑過程導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，回路中有燈泡和電阻消耗電能，機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以導(dǎo)體棒的機(jī)械能不斷減少，選項(xiàng)C正確；安培力做負(fù)功實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，安培力做功量度了電能的產(chǎn)生，根據(jù)功能關(guān)系有克服安培力做的功等于整個(gè)回路消耗的電能，包括燈泡和導(dǎo)體棒消耗的電能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC3.如圖14所示，水平放置的U形線框abcd處于勻強(qiáng)磁場之中，已知導(dǎo)軌間的距離為L，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，豎直向下。直導(dǎo)線MN中間串有電壓表(已知導(dǎo)線和電壓表的總質(zhì)量為m)，水平跨接在ab與cd上，且與ab垂直，直導(dǎo)線與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，R為電阻，C為電容器?，F(xiàn)令MN以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)，用U表示電壓表的讀數(shù)，q表示電容器所帶的電荷量，C表示電容器的電容，F(xiàn)表示對MN的拉力。因電壓表的體積很小，對MN間電壓的影響可忽略，則()圖14A．U＝BLv0，F(xiàn)＝eq\f(B2L2v0,R)＋μmgB．U＝BLv0，F(xiàn)＝μmgC．U＝0，F(xiàn)＝μmgD．q＝BLCv0，F(xiàn)＝eq\f(B2L2v0,R)解析當(dāng)直導(dǎo)線勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E＝BLv0，但因?yàn)殡娙萜飨喈?dāng)于開路，所以回路中的感應(yīng)電流為零，所以安培力為零，電壓表的示數(shù)為零，電容器所帶電荷量為q＝BLCv0，拉力的大小為F＝μmg，即只有C項(xiàng)正確。答案C4．(2014·煙臺3月診斷)如圖14甲所示，在光滑水平面上，有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R。在水平外力的作用下，線框由靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穿過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與線框平面垂直，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()圖14A．線框的加速度大小為eq\f(i1,BLt1)B．線框受到的水平外力的大小為eq\f(Bi3－i2L,2)C．0～t1時(shí)間內(nèi)通過線框任一邊橫截面的電荷量為i1t1D．0～t3時(shí)間內(nèi)水平外力所做的功大于eq\f(mi\o\al(2,3)R2,2B2L2)解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，進(jìn)、出磁場時(shí)線框中的電流i＝eq\f(BLv,R)＝eq\f(BL,R)at，由此可求得線框的加速度大小為a＝eq\f(Ri1,BLt1)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)F－BiL＝ma可知，線框受到的水平外力的大小為變力，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；0～t1時(shí)間內(nèi)通過線框任一邊橫截面的電荷量應(yīng)為平均電流與時(shí)間的乘積，即eq\f(1,2)i1t1，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；t3時(shí)刻線框中的電流i3＝eq\f(BLv3,R)，可求得v3＝eq\f(i3R,BL)，根據(jù)功能關(guān)系可知，0～t3時(shí)