2023版新教材高中物理第二章电磁感应及其应用专项5电磁感应中的图像问题课时作业教科版选择性必修第二册

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 eq\a\vs4\al(专) eq\a\vs4\al(项)5　电磁感应中的图像问题1．水平圆形导体环置于竖直方向的匀强磁场中，规定如图甲所示导体环中电流的方向为正方向，磁场向上为正．磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是(　　)2．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动．bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区，若图示位置为t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流i­t图像正确的是(时间单位为eq \f(L,v))(　　)3．如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，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(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的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0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是(　　)4．如图所示，垂直平面向里的匀强磁场右边界为直线，左边界为折线，折线与水平线的夹角均为45°，一个正方形导线框的边长与磁场最小宽度MN均为l，线框从图示位置沿水平线向右匀速穿过磁场过程中，规定线框中逆时针方向为感应电流的正方向，则感应电流随运动距离的变化图像为(　　)5．如图甲所示，闭合金属环固定在水平桌面上，MN为其直径．MN右侧分布着垂直桌面向上的有界磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示．已知金属环的电阻为1.0Ω，直径MN长40cm，则t＝3s时(　　)A．M点电势高于N点电势B．环中有沿逆时针方向的感应电流C．M、N两点间电压为2π×10－3VD．环所受安培力大小为4π×10－4N6．如图所示，一正方形金属线框边长为L，从磁场上方某一高度自由下落，磁场边界宽为3L，则线框从进入磁场到完全离开磁场的过程中，线框速度随时间变化的图像可能是(　　)7.(多选)如图所示，一长为2l、宽为l的矩形导线框abcd，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为B的匀强磁场边缘处以速度v向右匀速运动3l，规定水平向左为力的正方向．下列关于水平外力的冲量I、导线框a、b两点间的电势差Uab、通过导线框的电荷量q及导线框所受安培力F随其运动的位移x变化的图像正确的是(　　)8．如图甲所示，abcd是由导体做成的“U”形粗糙框架，其所在平面与绝缘水平面(bc在水平面上)的夹角为θ，质量为m、电阻为R的导体棒MN与导轨ab、cd垂直且接触良好，回路MbcN是边长为L的正方形．整个装置放在垂直框架平面的磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间变化的关系图像如图乙所示(图中的B0、t0均已知)，导体棒始终静止．重力加速度大小为g，导轨电阻不计．下列说法正确的是(　　)A．在0～t0时间内，导体棒中感应电流的方向由M到NB．在0～t0时间内，回路中产生的感应电动势为eq \f(B0L2,2t0)C．在0～t0时间内，导体棒中产生的焦耳热为eq \f(B eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) L4,Rt0)D．在t＝t0时刻，导体棒所受导轨的摩擦力小于mgsinθ9．如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中、规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图像正确的是(　　)专项5　电磁感应中的图像问题1．答案：A解析：规定以向上为磁场的正方向，从图乙可知，0～1s磁感应强度向下且减小，则通过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向下，则感应电流与图甲所示电流方向相同，为正方向，同理可知1～2s电流为正方向、2～4s为负方向，4～5s为正方向；根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律，线圈的感应电流为I＝eq \f(E,R)＝eq \f(S\f(ΔB,Δt),R)＝eq \f(Sk,R)，其中R为线圈的电阻，k为磁感应强度的变化率，从图乙可以看出k为定值，即电流大小恒定，故BCD错，A正确．2．答案：D解析：bc边的位置坐标x在0～L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值．线框bc边有效切线长度为L1＝L－vt感应电动势为E＝B(L－vt)·v均匀减小，感应电流i＝eq \f(E,R)即感应电流均匀减小．同理，x在L～2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小．故选D.3．答案：D解析：在0～t0时间内磁通量为向上减少，t0～2t0时间内磁通量为向下增加，两者等效，且根据B­t图线可知，两段时间内磁通量的变化率相等，根据楞次定律可判断0～2t0时间内均产生由b到a的大小、方向均不变的感应电流，选项A、B错误．在0～t0时间内可判断ab所受安培力的方向水平向右，则所受水平外力方向向左，大小F＝BIL随B的减小呈线性减小；在t0～2t0时间内，可判断ab所受安培力的方向水平向左，则所受水平外力方向向右，大小F＝BIL随B的增加呈线性增加，选项C错误，D正确．4．答案：B解析：线框穿过磁场的过程如图所示．线框运动距离满足x≤eq \f(l,2)时，线框右边切割磁感线的有效长度增大，一直到l，根据E＝BL有效v知感应电动势增大，结合欧姆定律可知感应电流增大，根据右手定则可知感应电流的方向沿逆时针方向；线框运动距离满足eq \f(l,2)