2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 課時(shí)規(guī)范練33 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路和圖象問(wèn)題 新人教版.doc

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課時(shí)規(guī)范練33電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路和圖象問(wèn)題基礎(chǔ)鞏固組1.(電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題)(2017貴州七校聯(lián)考)如圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,b、d間連有一定值電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))。現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v(如圖)做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小,則()A.U=12Blv,流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由b到dB.U=12Blv,流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由d到bC.U=Blv,流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由b到dD.U=Blv,流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由d到b答案A解析由右手定則可知,通過(guò)MN的電流方向?yàn)镹M,電路閉合,流過(guò)電阻R的電流方向由b到d,B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤;導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,導(dǎo)體桿為等效電源,其電阻為等效電源內(nèi)阻,由閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可知,U=IR=E2RR=12Blv,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(多選)(電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題)(2017山東濰坊統(tǒng)考)在如圖甲所示的電路中,電阻R1=R2=2R,圓形金屬線圈半徑為r1,線圈導(dǎo)線的電阻為R,半徑為r2(r2r1)的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示,圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為t0和B0,其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)。閉合S,至t1時(shí)刻,電路中的電流已穩(wěn)定,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器上極板帶正電B.電容器下極板帶正電C.線圈兩端的電壓為B0r12t0D.線圈兩端的電壓為4B0r225t0答案BD解析由楞次定律知圓形金屬線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?金屬線圈相當(dāng)于電源,電源內(nèi)部的電流從負(fù)極流向正極,則電容器的下極板帶正電,上極板帶負(fù)電,A錯(cuò),B對(duì)。由法拉第電磁感應(yīng)定律知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=t=BtS=B0t0r22,由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流為I=ER+R1+R2,所以線圈兩端的電壓U=I(R1+R2)=4B0r225t0,C錯(cuò),D對(duì)。3.(電磁感應(yīng)中的電路、圖象問(wèn)題)(2017陜西西安市長(zhǎng)安區(qū)期末)如圖所示,螺線管匝數(shù)n=1 500,橫截面積S=20 cm2,螺線管導(dǎo)線電阻r=1 ,電阻R=4 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的B-t圖象如圖所示(以向右為正方向),下列說(shuō)法正確的是()A.電阻R的電流方向是從A到CB.感應(yīng)電流的大小逐漸增大C.電阻R兩端的電壓為6 VD.C點(diǎn)的電勢(shì)為4.8 V答案D解析從題圖可知磁通量在逐漸增大,根據(jù)楞次定律可得通過(guò)R的電流方向?yàn)閺腃到A,A錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有E=nt=nSBt=1 5000.0026-22 V=6 V,而感應(yīng)電流大小為I=ER+r=64+1 A=1.2 A,B錯(cuò)誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有U=IR=1.24 V=4.8 V,C錯(cuò)誤;因?yàn)锳端接地,電壓為零,所以C端的電勢(shì)為4.8 V,D正確。4.(電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題)(2017山西四校聯(lián)考)如圖所示,一直角三角形金屬框,向左勻速地穿過(guò)一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi),該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同,且金屬框的下邊與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊在一條直線上。若取順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?則金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是下圖所示的()答案C解析根據(jù)楞次定律,在金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?在出磁場(chǎng)的過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?選項(xiàng)A、選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由E=Blv可知,金屬框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中切割磁感線的有效長(zhǎng)度均勻減小,故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻減小,由閉合電路歐姆定律可知,金屬框中的感應(yīng)電流均勻減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。5.(電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題)(2017湖北黃岡質(zhì)檢)如圖所示,虛線P、Q、R間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面,磁場(chǎng)寬度均為l,一等腰直角三角形導(dǎo)線框abc,ab邊與bc邊長(zhǎng)度均為l,bc邊與虛線邊界垂直。現(xiàn)讓線框沿bc方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,從c點(diǎn)經(jīng)過(guò)虛線P開(kāi)始計(jì)時(shí),以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中感應(yīng)電流i的正方向,則下列四個(gè)圖象中能正確表示i-t圖象的是()答案A解析由右手定則可知導(dǎo)線框從左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?即沿正方向,且逐漸增大,導(dǎo)線框剛好完全進(jìn)入P、Q之間的瞬間,電流由正向最大值變?yōu)榱?然后電流方向變?yōu)轫槙r(shí)針且逐漸增加,當(dāng)導(dǎo)線框剛好完全進(jìn)入R、Q之間的瞬間,電流由負(fù)向最大值變?yōu)榱?。故A正確。6.(多選)(電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題)(2017陜西咸陽(yáng)三模)在絕緣的水平桌面上有MN、PQ兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間的距離為l。金屬棒ab和cd垂直放在導(dǎo)軌上,兩棒正中間用一根長(zhǎng)l的絕緣細(xì)線相連。棒ab右側(cè)有一直角三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向下,三角形的兩條直角邊長(zhǎng)均為l,如圖所示。從圖示位置在棒ab上加水平拉力,使金屬棒ab和cd向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū),則金屬棒ab中感應(yīng)電流i和絕緣細(xì)線上的張力大小F隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是(規(guī)定金屬棒ab中電流方向由a到b為正)()答案AC解析ab向右運(yùn)動(dòng),切割磁感線,由右手定則可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從b到a(電流為負(fù))。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大,所以感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化圖象,A可能正確,B一定錯(cuò)誤;在ab切割磁感線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于cd沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)中,不受安培力作用,在0t0時(shí)間內(nèi),絕緣細(xì)線中張力F等于零,在cd進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到安培力作用,絕緣細(xì)線中張力F=BIl=B2l2vR=B2(vt)2vR=B2v3t2R,絕緣細(xì)線中張力F隨時(shí)間變化圖象C圖可能正確,D圖一定錯(cuò)誤。7.(多選)(電磁感應(yīng)中的電路、圖象問(wèn)題)(2017江蘇南京二模)如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成角,M、P兩端接一阻值為R的定值電阻,阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,其他部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。t=0時(shí)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于穿過(guò)回路abPMa的磁通量變化量、磁通量的瞬時(shí)變化率t、通過(guò)金屬棒的電荷量q以及a、b兩端的電勢(shì)差U隨時(shí)間t變化的圖象中,正確的是()答案BD解析設(shè)加速度為a,運(yùn)動(dòng)的位移x=12at2,磁通量變化量=Blx=12Blat2,t2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=t=12Blat,故tt,選項(xiàng)B正確;U=RER+r=RBla2(R+r)t,Ut,選項(xiàng)D正確;電荷量q=R,因?yàn)閠2,所以qt2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。8.(多選)(電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題)(2017河北唐山摸底)如圖甲所示,一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫(huà)了2匝),面積為S,線圈的電阻為R,在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表。將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A.0t1時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì)B.0t1時(shí)間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為n(B1-B0)S2t1C.t1t2時(shí)間內(nèi)R上的電流為nB1S2(t2-t1)RD.0t2時(shí)間內(nèi)線圈中的電流方向不變答案BC解析根據(jù)楞次定律可知:0t1時(shí)間內(nèi),線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,所以P點(diǎn)電勢(shì)高,A錯(cuò)誤;該段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nBtS=nB1-B0t1S,而電壓表的讀數(shù)是路端電壓,所以U=R2RE=n(B1-B0)S2t1,B正確;t1t2時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nt=nB1St2-t1,感應(yīng)電流I=E2R=nB1S2(t2-t1)R,C正確;t1t2時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針,D錯(cuò)誤。導(dǎo)學(xué)號(hào)06400479能力提升組9.(2017河南聯(lián)考)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、三象限內(nèi)有垂直該坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),二者磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,圓心角為90的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點(diǎn)在圖示坐標(biāo)平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。規(guī)定與圖中導(dǎo)線框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0,導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針為正。則關(guān)于該導(dǎo)線框轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化圖象,下列正確的是()答案A解析在線框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),由E=12Bl2知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定,感應(yīng)電流大小不變,故B、D錯(cuò)誤;在T234T內(nèi),由楞次定律判斷可知線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向沿逆時(shí)針?lè)较?為正,故A正確、C錯(cuò)誤。導(dǎo)學(xué)號(hào)0640048010.如圖所示,PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻R1和R2,且R1=6 ,ab桿的電阻為2 ,可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng),垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T?，F(xiàn)ab桿以恒定速度v=3 m/s勻速向右移動(dòng),這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等。(1)求R2的阻值。(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少?(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大?答案(1)3 (2)0.375 W0.75 W(3)0.75 N解析(1)由題意知,ab桿相當(dāng)于電源,由于內(nèi)外功率相等,則內(nèi)外電阻相等,6R26+R2=2,解得R2=3 。(2)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=113 V=3 V,總電流I=ER總=34 A=0.75 A,路端電壓U=IR外=0.752 V=1.5 V,R1消耗的電功率P1=U2R1=1.526 W=0.375 W,R2消耗的電功率P2=U2R2=1.523 W=0.75 W。(3)ab桿受的安培力F安=IlB=0.7511 N=0.75 N。因?yàn)閍b桿勻速運(yùn)動(dòng),所以ab桿受的外力大小F=F安=0.75 N。11.在周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形閉合線圈,線圈平面與磁場(chǎng)垂直,如圖甲所示,規(guī)定圖中磁場(chǎng)方向?yàn)檎?。已知線圈的半徑為r、匝數(shù)為N,總電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為B0,變化周期為T(mén),磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化。(1)求在0T6內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1的大小。(2)規(guī)定甲圖中感應(yīng)電流的方向?yàn)檎较?在圖丙中畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)的i-t圖象,已知I0=3r2NB0RT。(3)求在一個(gè)周期T內(nèi)線圈產(chǎn)生的電熱Q。答案(1)6Nr2B0RT(2)圖象見(jiàn)解析(3)18(Nr2B0)2RT解析(1)在0T6內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=N1t1,磁通量的變化1=B0r2,解得E1=6Nr2B0T,線圈中感應(yīng)電流大小I1=E1R=6Nr2B0RT。(2)根據(jù)楞次定律可知,0T6時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流為正,大小為2I0;在T6T2時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流為負(fù),大小為I2=E2R,E2=N2t2,所以I2=I0;同理可得出在T25T6時(shí)間內(nèi)和5T6T時(shí)間內(nèi)的電流,其變化規(guī)律見(jiàn)圖。(3)在0T6和5T6T兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,有Q1=Q3=I12RT6,在T65T6時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2=I22R4T6,一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2+Q3=18(Nr2B0)2RT。