高考一轮复习随堂巩固和课下限时集训---9、第3讲 电磁感应定律的综合应用（一）（电路和图象）3-.docx

[课下限时集训](时间：40分钟　满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)1．如图1所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图(　　)图1图2解析：选AC　线框做匀加速直线运动，则有v＝at，v＝；由欧姆定律可得电流I＝＝＝，据此可知A、C两项正确，B、D两项错误2.(2012唐山统考)如图3所示，闭合矩形金属线圈abcd从一定高度自由下落进入一有界匀强磁场bc边刚进入磁场时，线圈受到的安培力恰好等于其重力已知磁场宽度和ab边长度相等能反映bc边开始进入磁场到ad边刚出磁场的过程中，线圈中感应电流随时间变化规律的图象是(以逆时针方向为电流的正方向)(　　)图3图4解析：选B　由题意知，线圈自bc边进入磁场到ad边刚出磁场的过程中一直做匀速运动，感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变，线圈进入磁场的过程中感应电流方向为逆时针方向，穿出磁场的过程中电流为顺时针方向，先正后负，故A、C、D错误，B正确。

3.如图5所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合线框abcd，线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动，若以逆时针方向为电流的正方向，则从线框开始运动到ab边刚进入到PQ右侧磁场的过程中，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是(　　)图5图6解析：选B　在ab边运动到MN边界的过程中电动势E＝2BLv＝2BLat，电流i＝＝∝t，C、D错误；ab边从MN边界运动到PQ边界的过程中，电动势E＝BLv＝BLat，电流i＝＝∝t，即刚过MN边界时电动势减小一半，电流减小一半，故B正确4．(2011海南高考)如图7所示，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是(　　)图7图8解析：选B　本题中四个选项都是i－t关系图线，故可用排除法。

因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向，故C、D 错误；由于在穿过整个磁场区域的磁通量变化量ΔΦ＝0，由q＝可知整个过程中通过导线框的总电荷量也应为零，而在i－t图象中图线与时间轴所围总面积为零，即时间轴的上下图形面积的绝对值应相等故A错误，B正确5．(2012重庆高考)如图9所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t＝0时刻，其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是(　　)图9图10解析：选B　在导线框运动过程中，导线框的Q′M′和P′N′两边所受安培力始终平衡，M′N′和P′Q′切割磁感线产生感应电动势，在闭合导线框中产生感应电流则E＝BvL有效，I＝＝，f＝BIL有效＝，设导线框边长为a，则导线框运动到M′N′完全出磁场之前的过程中，L有效＝a－(a－2vt)＝2vt，f1＝；在M′N′完全出磁场后直到P′Q′开始出磁场之前，仅有P′Q′受安培力，有效长度不变，为a，f2＝，不变；P′Q′出磁场的过程中，有效长度L有效＝a－2vt，f3＝(a－2vt)2；根据三个过程中安培力的表达式可知，B选项正确。

6.(2013黑龙江哈尔滨一模)有一个匀强磁场，它的边界是MN，在MN左侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图11甲所示现在有一个金属线框以恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示则可能的线框是(　　)图11图12解析：选BC　A为圆形线框，匀速移动时感应电流不是按线性变化，A错误；D选项中三角形线框匀速移动时，电流先均匀增大，再均匀减小，不会出现恒定电流情况，D错误；B、C选项中线框有效切割长度先均匀增大，后不变，最后又均匀减小，符合图乙变化规律，B、C正确7．(2012宁夏银川一中模拟)如图13所示，一个半径为L的半圆形硬导体MN以速度v在水平U形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R0，半圆形硬导体MN的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形硬导体MN切割磁感线产生感应电动势的大小及MN之间的电势差分别为(　　)图13A．2BLv； B．2BLv；BLvC．BLv；2BLv D．2BLv；解析：选D　半圆形硬导体MN的有效切割长度为2L，因此MN切割磁感线产生的感应电动势大小E＝2BLv；MN相当于电源，MN之间电势差大小为电源的路端电压，即U＝IR0＝R0＝。

8．(2013哈尔滨第六中一模)如图14甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示则在0～t0时间内，电容器(　　)图14A．上极板带正电，所带电荷量为B．上极板带正电，所带电荷量为C．上极板带负电，所带电荷量为D．上极板带负电，所带电荷量为解析：选A　在0～t0时间内，导体环内磁通量逐渐增大，由楞次定律可知环形导体中的电流沿逆时针方向，因此电容器上极板带正电；由B－t图象可知磁感应强度变化率＝，感应电动势E＝＝S＝，电容器带电荷量Q＝9．(2012浙江温州联考)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图15甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为(　　)图15图16解析：选B　由感应电流公式I＝＝n，感应电流大小与磁通量的变化率有关，在Φ－t图线上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正、负号表示电流的方向；根据图乙，在0～t0时间内，感应电流I的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，选项B符合要求。

10．(2013石家庄质检)如图17所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B，在磁场中水平固定一个V字形金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒MN在框架上从A点开始在外力F作用下，沿垂直MN方向以速度v匀速向右平移，平移过程中导体棒和框架始终接触良好，且构成等腰三角形回路已知导体棒与框架的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，导体棒和框架均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直关于回路中的电流I、电功率P、通过导体棒横截面的电荷量q和外力F这四个物理量随时间t的变化关系图象，下列图象中正确的是(　　)图17图18解析：选AD　t时刻，导体棒MN向右移动的距离为vt，其接入电路的长度为2vttan，框架接入电路的长度为，此时的感应电动势为E＝2Bv2ttan，总电阻为R总＝(2vttan＋)R，电流I＝＝为一常数，选项A正确；功率P＝I2R总，代入可得P与t成正比，选项B错误；电荷量q＝It，与时间t成正比，选项C错误；外力F等于安培力为BI(2vttan)，与时间t成正比，选项D正确二、非选择题(本题共2小题，共40分)11.(20分)金属杆MN和PQ间距为l，MP间接有电阻R，磁场如图19所示，磁感应强度为B。

金属棒AB长为2l，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90(顺时针)求该过程中(其他电阻不计)：图19(1)R上的最大电功率2)通过R的电荷量解析：AB转动切割磁感线，且切割长度由l增至2l以后AB离开MN，电路断开1)当B端恰至MN上时，E最大Em＝B2l＝2Bωl2，PRm＝＝(2)AB由初位置转至B端恰在MN上的过程中回路ΔΦ＝Bl2lsin60＝Bl2q＝Δt＝＝答案：(1)　(2)12．(20分)如图20甲所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3 m，导轨左端连接R＝0.6 Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面、B＝0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2 m细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3 Ω导轨电阻不计使金属棒以恒定速度v＝1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流大小，并在图乙中画出图20解析：画出A1、A2在磁场中切割磁感线时的等效电路如图丙、丁所示A1从进入磁场到离开磁场的时间t1＝＝0.2 s在0～t1时间内，A1上的感应电动势E＝BLv＝0.18 VR总＝r＋＝0.5 Ω，总电流I总＝＝0.36 A通过R的电流I＝＝0.12 AA1离开磁场t1＝0.2 s至A2未进入磁场t2＝＝0.4 s的时间内，回路中无电流，I＝0从A2进入磁场t2＝0.4 s至离开磁场t3＝＝0.6 s的时间内，A2上的感应电动势E′＝0.18 V由图丁知，电路总电阻R0′＝0.5 Ω总电流I总′＝0.36 A，流过R的电流I′＝0.12 A综合上述计算结果，绘制通过R的电流与时间的关系图线，如图戊所示。

戊答案：见解析9实用文档 提高学习工作效率。