2022届高三物理大一轮复习-第9章-第3节-电磁感应中的电路和图象问题-课后达标检测-.docx

一、单项选择题1(2021汕头模拟)用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面对里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增加时，则()A线圈中感应电流方向为adbcaB线圈中产生的电动势EC线圈中a点电势高于b点电势D线圈中a、b两点间的电势差为解析：选B.依据楞次定律可知，A错误；线圈中产生的电动势E，B正确；线圈左边的一半导线相当于电源，在电源内部电流沿逆时针方向，所以a点电势低于b点电势，C错误；线圈右边的一半相当于外电路，a、b两点间的电势差相当于路端电压，其大小U，D错误2(2021江门模拟)如图所示，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2，螺线管导线电阻r1 ，电阻R4 ，磁感应强度B随时间变化的Bt图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是()A电阻R的电流方向是从A到CB感应电流的大小渐渐增大C电阻R两端的电压为6 VDC点的电势为4.8 V答案：D3(2021山西康杰中学月考)如图所示，在0x2L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有确定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边的长度为L.线框从t0时刻由静止开头沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取顺时针方向的电流为正)随时间t的函数图象大致是下图中的()解析：选C.设ab边的长度为l，在线框进入磁场过程中，线框中产生的感应电流Itt，由左手定则可知，此过程中电流方向为逆时针，故A、D错误；当线框全部处于磁场中时，线框内的磁通量不发生变化，所以线框中没有电流；当线框的ab边离开磁场时，线框的cd边切割磁感线，此时速度为v2，电流为I0，方向为顺时针，故选项B错误，C正确4边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面对里的匀强磁场中现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是()解析：选B.该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，依据几何关系有l有效x，所以E电动势Bl有效vBvxx，A错误，B正确框架匀速运动，故F外力F安x2，C错误P外力功率F外力vF外力x2，D错误5. (2021衡水模拟)如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面对外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流位移(Ix)关系的是()解析：选C.线框匀速穿过L的过程中，有效长度l均匀增加，由EBlv知，电动势随位移均匀变大，xL处电动势最大，电流I最大；从xL至x1.5L过程中，框架两边都切割磁感线，总电动势减小，电流减小；从x1.5L至x2L，左边框切割磁感线产生的感应电动势大于右边框，故电流反向且增大；x2L至x3L过程中，只有左边框切割磁感线，有效长度l减小，电流减小综上所述，只有C项符合题意6(2021开封模拟)如图所示，在垂直于纸面对里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中，有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框，现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行已知ABBCl，线框的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中()A线框A、B两点间的电压不变B通过线框导线横截面的电荷量为C线框所受外力的最大值为D线框的热功率与时间成正比解析：选B.在线框离开磁场的过程中有效切割长度渐渐变大，因此产生的感应电动势变大，线框A、B两点间的电压变大，A错误；通过线框导线横截面的电荷量为Q，B正确；当感应电流最大时，线框所受安培力最大，此时线框所受外力最大，FmIlBlB，C错误；设线框离开磁场的过程中位移大小为x，则线框的热功率PFv，D错误7. (2021江西六校联考)如图所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面对里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面对外一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒两端的电势差Uba与导体棒位置x关系的图象是()解析：选A.设从y轴开头沿x正方向运动的长度为x0(x02R)，则ab导体棒在磁场中的切割长度l22，感应电动势EBlv2Bv，由右手定则知在左侧磁场中b端电势高于a端电势，由于右侧磁场方向变化，所以在右侧a端电势高于b端电势，再结合圆的特点，知选项A正确二、多项选择题8. (2021广州模拟)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A导体框中产生的感应电流方向相同B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电荷量相同解析：选AD.由右手定则可得两种状况导体框中产生的感应电流方向相同，A项正确；热量QI2Rt2R，导体框产生的焦耳热与运动速度有关，B项错误；电荷量qIt，电荷量与速度无关，电荷量相同，D项正确；以速度v拉出时，UadBlv，以速度3v拉出时，UadBl3v，C项错误9.如图所示，CAD是固定在水平面上的用一硬导线折成的V形框架，A.在该空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场框架上的EF是用同样的硬导线制成的导体棒，它在水平外力作用下从A点开头沿垂直EF方向以速度v匀速水平向右平移已知导体棒和框架始终接触良好且构成等腰三角形回路，导线单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长则下列图中描述回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化的四个图象中正确的是()解析：选AD.由几何学问可知，导体棒切割磁感线的有效长度为L2vttan，回路的总电阻R总1LR，感应电动势EBLv，则回路中的电流I，回路消耗的电功率PEIt，故选项A、D正确，选项B、C错误10如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)匀速转动，OA2OC2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面对里，金属棒转动的角速度为 、电阻为r，内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出)，两金属环圆心皆为O且电阻均不计，则()A金属棒中有从A到C的感应电流B外电阻R中的电流为IC当rR时，外电阻消耗功率最小D金属棒AC间电压为解析：选BD.由右手定则可知金属棒相当于电源且A是电源的正极，即金属棒中有从C到A的感应电流，A错；金属棒转动产生的感应电动势为EB(2L)2BL2，即回路中电流为I，B对；由电源输出功率特点知，当内、外电阻相等时，外电路消耗功率最大，C错；UACIR，D对三、非选择题11如图所示，边长L0.20 m的正方形导体框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R01.0 ，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r0.20 .导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B0.50 T，方向垂直导线框所在平面对里金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上若金属棒以v4.0 m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC的位置时，求：(计算结果保留两位有效数字)(1)金属棒产生的电动势大小；(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向；(3)导线框消耗的电功率解析：(1)金属棒产生的电动势大小为：EBLv0.500.204.0 V0.57 V.(2)金属棒运动到AC位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为R并1.0 ，由闭合电路欧姆定律有I0.48 A，由右手定则有，电流方向从M到N.(3)导线框消耗的电功率为P框I2R并0.23 W.答案：(1)0.57 V(2)0.48 A电流方向从M到N(3)0.23 W12如图甲所示，在水平面上固定有长为L2 m、宽为d1 m的金属U形导轨，在U形导轨右侧l0.5 m范围内存在垂直于纸面对里的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示在t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从导轨的左端开头向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1 /m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g10 m/s2)(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动状况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并推断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mgma，vtv0at，xv0tat2，导体棒速度减为零时，vt0，代入数据解得：t1 s，x0.5 m，导体棒没有进入磁场区域导体棒在1 s末已经停止运动，以后始终保持静止(2)前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E0，I0，后2 s回路产生的电动势为Eld0.1 V，回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为R50.5 ，电流为I0.2 A，依据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向(3)前2 s电流为零，后2 s有恒定电流，电热QI2Rt0.04 J.答案：(1)导体棒在第1 s内做匀减速运动，在1 s后始终保持静止(2)02 s内I0,24 s内I0.2 A，电流方向是顺时针方向(3)0.04 J