高考物理最新模拟题精选训练电磁感应专题03电磁感应图象含解析

高考物理最新模拟题精选训练电磁感应专题03电磁感应图象含解析

专题 03 电磁感应图象 1．(2017 云贵川百校大联考)如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的 正方形金属线框的右边与磁场的边界重合．在外力作用下，金属线框从O 时刻由静止开始，以垂直于磁场边 界的恒定加速度 a 进入磁场区域，t1 时刻线框全部进入磁场．若规定顺时针方向为感应电流i 的正方形， 则感应电流 i、外力大小为 F，线框中电功率的瞬时值 P 以及通过导体横截面的电荷量 q 随时间变化的关系 正确的是（ ） 【参考答案】ACD． 【名师解析】由线框进入磁场中切割磁感线，根据运动学公式可知速度与时间关系；由法拉第电磁感应定 律 E=BLv，可得出产生感应电动势与速度关系，由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小，并由安培力公 式可确定其大小与时间的关系；由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系；最后得出电量、功率的表达式 来分别得出各自与时间的关系． 线框做匀加速运动，其速度 v=at，感应电动势 E=BLv，感应电流 i= = ，i 与 t 成正比，故 A 正确．线 框进入磁场过程中受到的安培力 FB=BiL= ，由牛顿第二定律得：F﹣FB=ma，得 F=ma+ ，F ﹣t 图象是不过原点的倾斜直线，故 B 错误．线框的位移 x= at2，电荷量 q=It△t= = = ∝ t2，故 q﹣t 图象应是开口向上，过原点的抛物线．故 C 正确；线框的电功率 P=i2R= ∝t2，故 D 正确． 2. (2016 江西南昌市一模)如图 a 所示，在水平面上固定有平行直金属导轨 ab、cd，bd 端接有电阻 R。导 体棒 ef 垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应 强度 B 随时间 t 的变化规律如图 b 所示。在 t=0 时刻，导体棒以速度 v0 从导轨的左端开始向右运动，经过 时间 2t0 开始进入磁场区域，取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向，导体回路中顺时针为电流正方向， 则导体回路中的电流，随时间 t 的变化规律图像可能是 【参考答案】．A 【命题意图】本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、电流图象及其相关的知识 点。 3.( 2016 湖北七市(州)联考) 在绝缘的水平桌面上有ＭＮ、ＰＱ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为ｌ．金属棒ａｂ和ｃｄ垂直 放在导轨上，两棒正中间用一根长ｌ的绝缘细线相连．棒ａｂ右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方 向竖直向下，三角形的两条直角边长均为ｌ，整个装置的俯视图如图所示．从图示位置在棒ａｂ上加水平 拉力，使金属棒ａｂ和ｃｄ向右匀速穿过磁场区，则金属棒ａｂ中感应电流ｉ和绝缘细线上的张力大小Ｆ 随时间ｔ变化的图象可能正确的是（规定金属棒ａｂ中电流方向由ａ到ｂ为正） 【参考答案】．AC 【命题意图】本题考查了电磁感应、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、右手定则、图象及其相关 的知识点。 4．（2016 东北三校联考）如图所示，M、N 为同一水平面内的两条平行长导轨，左端串接电阻 R，金属杆 ab 垂直导轨放置，杆和导轨的电阻不计，且杆与导轨间无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现 对金属杆 ab 施加一个与杆垂直的水平方向的恒力 F，使杆从静止开始运动。在运动过程中，杆的速度 大小为 v，R 上消耗的总能量为 E，则下列关于 v、E 随时间变化的图象可能正确的是 【参考答案】AD 【命题意图】本题考查了电磁感应、功能关系、图象及其相关的知识点。 5． (2014·新课标全国卷Ⅰ，18)如图(a)，线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上，在 ab 线圈中通以变化的电 流，用示波器测得线圈 cd 间电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描 述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是 ( ) 【参考答案】 C 6.如图 5 甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为 60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应 强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示(规定斜向下为 B 的正方向)，导体棒 ab 垂直导轨放置且与导轨接触 良好，除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒 ab 在水平外力作用下始终处于静止状态。规定 a→b 的 方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在 0～t1 时间内，能正确反映流过导体棒 ab 的 电流 I 和导体棒 ab 所受水平外力 F 随时间 t 变化的图象是( ) 【参考答案】 D 【名师解析】 由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为 b→a，由法拉第电磁感应定律可判定回路中的 电流大小恒定，故 A、B 两项错误；由 F 安＝BIL 可得 F 安随 B 的变化而变化，在 0～t0 时间内，F 安方向水平 向右，故外力 F 与 F 安等值反向，方向水平向左为负值；在 t0～t1 时间 内，F 安方向改变，故外力 F 方向也改 变为正值，综上所述，D 项正确。 7.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边 界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与 ab 边垂直。则下列各图中可 以定性地表示线框在穿过磁场区域的过程中感应电流随时间变化的规律的是(规定逆时针方向为感应电流 的正方向) 【参 考答案】 D 8.如图 12 甲所示，Ⅰ和Ⅱ是两个平行共轴放置的环形线圈，当线圈Ⅰ中的电流 i1 随时间变化的图象如图乙 所示时，若规定两电流方向如图甲所示的方向为正方向，则线圈Ⅱ中的电流 i2 随时间 t 变化的图象是图中 的( ) 【参考答案】 D 【名师解析】 在第一阶段原电流减少，线圈Ⅱ中的磁场减弱，感应电流产生磁场与Ⅰ中电流产生磁场方 向相同，为负方向；在第二阶段，Ⅰ中电流反向增大，线圈Ⅱ中的磁场增强，感应电流磁场与Ⅰ中电流产 生磁场方向相反，为负方向。故A、B、C 错误，D 正确。 9.将一段导线绕成图 3 甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内。回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀 强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示。用 F 表示 ab 边受到的安培力，以水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图象是( ) 【参考答案】 B 10.如图 4所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为 R，边长为 L，自线 框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度 a 进入磁场 区域，t1 时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向，外力大小为 F，线框中电功率的 瞬时值为 P，通过导体横截面的电荷量为 q，则这些量随时间变化的关系正确的是(其中 P－t 图象为抛物 线)( ) 【参考答案】 C 11.(2016·江苏南京二模)如图 6 所示，光滑平行金属导轨 MN、PQ 所在平面与水平面成θ角，M、P 两端接 一阻值为 R 的定值电阻，阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强 度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。t＝0 时对金属棒施一平行于导轨的外力 F，金属棒由 静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动。下列关于穿过回路 abPMa 的磁通量变化量ΔΦ、磁通量的瞬时变 化率ΔΦ Δt 、通过金属棒的电荷量 q 随时间 t 变化以及 a、b 两端的电势差 U 随时间 t 变化的图象中，正确的 是( ) 图 6 【参考答案】 BD 12．(2016 山东淄博模拟)空间存在竖直向上的匀强磁场 ，将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场 中，规定图甲所示的线圈中的电流方向为正。当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 按图乙所示的规律变化时， 能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是 【参考答案】B 【命题意图】本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点。 【解题思路】当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 按图乙所示的规律变化时，根据法拉第电磁感应定律、楞次 定律，可得出能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是 B。