2024年物理高考二輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)圖像類選擇題作業(yè)含解析

PAGE2-電磁感應(yīng)1.在光滑水平桌面上有一邊長為的正方形線框邊右側(cè)有一等腰直角三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，三角形腰長為，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，在同始終線上，其俯視圖如圖所示，線框從圖示位置在水平拉力F作用下向右勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，線框中感應(yīng)電流圖像正確的是(以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，時(shí)間單位為)()A. B. C. D.2.在水平桌面上，一個(gè)面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的改變關(guān)系如圖甲所示。0~1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直金屬框平面對(duì)下。圓形金屬框與一個(gè)水平的寬度為L的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長也為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為，方向垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)下，如圖乙所示。若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時(shí)間改變的圖像是(設(shè)向右為靜摩擦力的正方向)()A. B. C. D.3.如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成θ角，兩端接一電阻R，整個(gè)裝置處于方向垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。時(shí)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F，使金屬棒由靜止起先沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，金屬棒的電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽視不計(jì)。已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t改變的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、流過R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的改變率隨時(shí)間改變的圖像正確的是()A. B. C. D.4.如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置.時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2.和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和棒的加速度，則下列圖像中正確的是()

A. B. C. D.5.穿過某閉合回路的磁通量隨時(shí)間t改變的圖像分別如圖中的①~④所示，下列說法正確的是()A.圖①中，回路有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變B.圖②中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終在變大C.圖③中，回路在0~時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是～時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍D.圖④中，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小6.如圖所示，在虛線左側(cè)的足夠大區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，有一個(gè)直角三角形金屬線框，線框左邊與磁場(chǎng)邊界平行，線框的電阻為R，線框以垂直虛線方向的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從線框的左邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)起先計(jì)時(shí)，E表示線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，F(xiàn)表示線框受到的拉力大小，P表示線框的電功率的大小，I表示線框中的感應(yīng)電流的大小，則下列圖像中正確的是()A. B. C. D.7.如圖所示，正方形導(dǎo)線框和菱形在同一水平面內(nèi)，，位于的中點(diǎn)菱形區(qū)域存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使線框從圖示位置沿方向勻速穿過菱形區(qū)域，規(guī)定電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則線框中的電流隨位移改變的圖像可能是()

A. B.

C. D.8.如圖所示，一個(gè)各短邊邊長均為L，長邊邊長為的勻稱線框，勻速通過寬度為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里，線框沿紙面對(duì)右運(yùn)動(dòng)，起先時(shí)線框右側(cè)短邊恰好與磁場(chǎng)左邊界重合，此過程中最右側(cè)短邊兩端點(diǎn)兩點(diǎn)間電勢(shì)差隨時(shí)間t改變關(guān)系圖像正確的是()A. B. C. D.9.一邊長為的正三角形金屬框靜置于光滑絕緣水平面上，寬度為的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)位于正三角形右側(cè)，邊界平行于，如圖所示。現(xiàn)用外力沿的中垂線向右勻速拉動(dòng)線框并穿過磁場(chǎng)區(qū)域。從頂點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)起先計(jì)時(shí)，規(guī)定感應(yīng)電流沿為正方向，則金屬框經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流隨時(shí)間改變的圖像是?（）?

A. B.C. D.10.如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻忽視不計(jì)。虛線均與導(dǎo)軌垂直，在與之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零。從進(jìn)入磁場(chǎng)起先計(jì)時(shí)，到離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹梗鬟^的電流隨時(shí)間改變的圖像可能正確的是()A. B. C. D.11.如圖甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝勻稱正方形銅線框，銅線框邊長為a，在1位置以速度進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并從起先計(jì)時(shí)，若磁場(chǎng)的寬度為，在時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為并起先離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)。此過程中圖像如圖乙所示，則()A.時(shí)，邊兩端的電壓為B.在時(shí)刻線框的速度為C.線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3速度肯定比時(shí)刻線框的速度大D.線框從位置1進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)到達(dá)位置3過程中，線框中產(chǎn)生的電熱為12.如圖(a)所示是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽視不計(jì))探討自感現(xiàn)象的試驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電阻的阻值均為是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.圖(b)是某同學(xué)畫出的在時(shí)刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時(shí)間改變的圖像。關(guān)于這些圖像，下列說法中正確的是()A.圖(b)中甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間改變的狀況B.圖(b)中乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間改變的狀況C.圖(b)中丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時(shí)間改變的狀況D.圖(b)中丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時(shí)間改變的狀況13.如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架固定在水平面內(nèi)，與平行且足夠長，與間的夾角為，光滑導(dǎo)體棒(垂直于)在外力作用下以平行于的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，在滑動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，以光滑導(dǎo)體棒經(jīng)過C點(diǎn)瞬間為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，若金屬框架與導(dǎo)體棒是由粗細(xì)相同的勻稱的同種材料導(dǎo)體做成的，下列關(guān)于回路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x改變規(guī)律的圖像中正確的是()A. B. C. D.14.如圖甲所示，在粗糙的水平面上放置一個(gè)圓形閉合金屬線圈，線圈右半部處于磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t改變的圖像如圖乙所示，時(shí)刻磁場(chǎng)方向豎直向上，線圈始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A.在時(shí)刻，線圈不受安培力作用B.在0~1s時(shí)間內(nèi)，線圈中的感應(yīng)電流不斷減小C.在時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流方向發(fā)生改變D.在3~4s時(shí)間內(nèi)，線圈受到的摩擦力先增大后減小

答案以及解析1.答案：B解析：邊的位置坐標(biāo)x在0~的過程中，依據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沿，為正值；線框邊有效切割長度，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，即感應(yīng)電流勻稱增大.同理，x在~的過程中，依據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沿，為負(fù)值，感應(yīng)電流勻稱增大，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。2.答案：A解析：在0~1s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t勻稱增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則感應(yīng)電流也不變，由楞次定律可得，慼應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，依據(jù)左手定則可得，導(dǎo)體棒受到的安培力的方向向左，大小恒定，所以導(dǎo)體棒受的靜摩擦力方向向右，即為正方向，且大小也恒定；在1~2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，則金屬框中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以沒有感應(yīng)電流，則也沒有安培力，因此導(dǎo)體棒不受靜摩擦力；在2~3s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t勻稱減小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則感應(yīng)電流也不變，由楞次定律可得，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，依據(jù)左手定則可得，導(dǎo)體棒受到的安培力的方向向右，大小恒定，所以導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力方向向左，即為負(fù)方向，且大小也恒定，綜上所述，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。3.答案：B解析：依據(jù)題圖乙可知，，其中k為比例系數(shù)，又，，所以，圖線是一條過原點(diǎn)、斜率大于零的直線，說明導(dǎo)體棒做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即，故A錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律可得，，可得，而，所以，圖線是一條過原點(diǎn)、斜率大于零的直線，故B正確；對(duì)導(dǎo)體棒，由牛頓其次定律可得，而，可得，可見圖線是一條斜率大于零且與F正半軸有交點(diǎn)的直線，故C錯(cuò)誤；，圖線是一條開口向上的拋物線(右支)，故D錯(cuò)誤。4.答案：D解析：開關(guān)S由1擲到2，電容器放電后會(huì)在回路中產(chǎn)生電流，導(dǎo)體棒通有電流后會(huì)受到安培力的作用而加速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒切割磁感線，速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與電流方向相反，因此電流減小，安培力減小，加速度a減小，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩端電壓相等時(shí)，回路中電流為0，安培力為0，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電容器所帶電荷量不為0，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。5.答案：C解析：題圖①中，穿過閉合回路的磁通量不變，因此回路中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；題圖②中，穿過閉合回路的磁通量勻稱增加，圖線的斜率不變，因此回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故B錯(cuò)誤；題圖③中，在0~時(shí)間內(nèi)圖線的斜率是~時(shí)間內(nèi)斜率的2倍，所以回路在0~時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是~時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍，故C正確；題圖④中，圖線的斜率大小先減小后增大，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大，故D錯(cuò)誤。6.答案：A解析：設(shè)線框左側(cè)的直角邊邊長為，右側(cè)銳角角度為θ，線框進(jìn)入磁場(chǎng)t時(shí)間內(nèi)，線框切割磁感線的有效長度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，是關(guān)于t的一次函數(shù)，即電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間勻稱減小，A正確；由于線框以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知，是關(guān)于t的二次函數(shù)，B錯(cuò)誤；電功率等于克服安培力做功的功率，則，是關(guān)于t的二次函數(shù)，C錯(cuò)誤；線框中的感應(yīng)電流，是關(guān)于t的一次函數(shù)，D錯(cuò)誤。7.答案：D解析：AC、導(dǎo)線框右邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)由楞次定律可以推斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；BD、當(dāng)ab邊與MP重合時(shí)，切割長度最大，感應(yīng)電流最大；從ab邊與MP重合到cd邊到達(dá)N點(diǎn)，有效切割長度勻稱減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勻稱減小，感應(yīng)電流勻稱減??；cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)始終運(yùn)動(dòng)到ab和cd邊關(guān)于MP對(duì)稱的中間位置，右邊ab切割長度勻稱減小，左邊cd切割長度勻稱增加，而且兩邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，所以總電動(dòng)勢(shì)減小更快，到達(dá)正中心位置電流為0，故B錯(cuò)誤，D正確。8.答案：D解析：線框移動(dòng)的位移在0~L過程中，邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，則；線框移動(dòng)的位移在L~過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)，則，線框移動(dòng)的位移在~過程中，最左邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，則，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。9.答案：D解析：AB.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，再依據(jù)右手螺旋定則可知，電流方向?yàn)檎?，而離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，電流為負(fù)方向，故AB錯(cuò)誤；CD.線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中，依據(jù)E=BLv，當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)線有效長度不變時(shí)，感應(yīng)電流不變，但不為零，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。10.答案：AD解析：兩導(dǎo)體棒從同一位置由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小相同，設(shè)為剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好做勻速運(yùn)動(dòng)，則，則，從進(jìn)磁場(chǎng)到出磁場(chǎng)的過程中，可能的狀況有兩種:第一種狀況是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，還沒有進(jìn)入磁場(chǎng)，等出了磁場(chǎng)后，再進(jìn)入磁場(chǎng)，這種狀況和分別都是在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等，但是回路中電流的方向相反，A正確，B錯(cuò)誤；其次種狀況是出磁場(chǎng)之前，已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)，剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，由于兩根導(dǎo)體棒速度大小相同，回路磁通量改變率為零，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電流為零，兩棒均以的加速度做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)出磁場(chǎng)后，在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時(shí)切割磁感線的速度大于剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，產(chǎn)生的電流大于剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的電流，受到的合外力沿導(dǎo)軌向上，，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，中的感應(yīng)電流大小漸漸減小，方向與之前相反，圖像的斜率漸漸減小，C錯(cuò)誤，D正確。11.答案：BC解析：時(shí)，邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，兩端的電壓為外電壓，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，外電壓，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.依據(jù)題圖乙可知，在~時(shí)間內(nèi)，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力為F，則在時(shí)刻線框的速度，故B選項(xiàng)正確.因?yàn)闀r(shí)刻和時(shí)刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過程中受力狀況相同，故線框完全離開磁場(chǎng)時(shí)的速度與時(shí)刻的速度相等，進(jìn)入磁場(chǎng)克服安培力做的功和離開磁場(chǎng)克服安培力做的功一樣多；線框在位置1和位置2時(shí)的速度相等，從位置1到位置2過程中外力做的功等于克服安培力做的功，即有，所以線框穿過磁場(chǎng)的整個(gè)過程中，產(chǎn)生的電熱為，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。12.答案：BC解析：開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，由于L的自感作用，通過傳感器1的電流漸漸增大，當(dāng)穩(wěn)定以后，自感消逝，電流保持不變，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器1的電流馬上為零，由于L的自感作用(相當(dāng)于電源)，通過傳感器2的電流與原來反向且漸漸減小為零，故C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。13.答案：BD解析：設(shè)兩平行導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌單位長度的電阻為，當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)距離時(shí)，感應(yīng)電流，與x無關(guān)，I恒定；當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)距離時(shí)，感應(yīng)電流，當(dāng)x增大時(shí)，減小，兩者是非線性關(guān)系，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確.當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)距離時(shí)，回路中消耗的電功率與x成正比；當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)的距離時(shí)，回路中消耗的電功率，當(dāng)x增大時(shí)，減小，兩者是非線性關(guān)系，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。14.答案：AD解析：在時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的改變率為零，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈不受安培力的作用，故A正確；在0～1s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的改變率漸漸增大，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)漸漸增大，線圈中的感應(yīng)電流不斷增大，故B錯(cuò)誤；在0~1s時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)向上減弱，通過線圈的磁通量削減，依據(jù)楞次定律可知