2022届高考物理一轮复习专题80电磁感应中的图像问题练习含解析

这是一份2022届高考物理一轮复习专题80电磁感应中的图像问题练习含解析，共7页。试卷主要包含了B　10等内容，欢迎下载使用。


[2021·内蒙古包头市模拟]如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端接有电阻R，电阻为r的金属棒AB垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好，其他电阻不计．两导轨间存在竖直向下的匀强磁场．给AB以水平向右的初速度v0并开始计时，下面四幅反映AB的速度v随时间t变化规律的图像中，可能正确的是( )
2．(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示．则在t＝0到t＝t1的时间间隔内( )
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为eq \f(B0rS,4t0ρ)
D.圆环中的感应电动势大小为eq \f(B0πr2,4t0)
3.
如图所示，矩形闭合导线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律( )
4．[2021·山西五地四市联考]如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是( )
5．如图甲，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间电压如图乙所示，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( )
6.
如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、三象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场，二者磁感应强度相同，圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图示坐标平面内沿顺时针方向匀速转动．规定与图中导线框的位置相对应的时刻为t＝0，导线框中感应电流以逆时针为正方向．则关于该导线框转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图像，下列正确的是( )
7．[2021·浙江1月](多选)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示．其他电阻不计，图乙中的Um为已知量．则金属框转动一周 ( )
A.框内电流方向不变
B.电动势的最大值为Um
C.流过电阻的电荷量q＝eq \f(2BL2,R)
D.电阻产生的焦耳热Q＝eq \f(πUmBL2,R)
8．[2021·昆明市摸底](多选)如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，MN始终保持静止．规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向，下列图像中正确的是( )
9．如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是( )
10.
如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OA＝l0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN匀速水平向右运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图像正确的是( )
11．将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，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．回路的圆形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变化的图像如图乙所示．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变化的图像是( )
专题80 电磁感应中的图像问题
1．D 金属棒AB切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，电路中的电流I＝eq \f(E,R＋r)，由牛顿第二定律得，BIL＝ma，a＝eq \f(B2L2v,m（R＋r）)，因为v变小，故金属棒AB的加速度减小，D正确，ABC错误．
2．BC 本题考查电磁感应中的楞次定律、感应电动势、感应电流、左手定则和电阻定律，以及推理能力和综合分析能力，体现了模型建构、科学推理的核心素养．
由楞次定律(“增反减同”)可判断出感应电流方向始终沿顺时针方向，故B正确．由左手定则可判断出圆环所受安培力的方向先向左后向右，故A错．感应电动势E＝S有效eq \f(ΔB,Δt)＝eq \f(1,2)·πr2·eq \f(B0,t0)＝eq \f(πr2B0,2t0)，故D错．由电阻定律得圆环电阻R＝ρeq \f(2πr,S)，则感应电流I＝eq \f(E,R)＝eq \f(B0rS,4t0ρ)，故C正确．
3．A 在0—t1时间内，线框做自由落体运动，t2时刻以后，线框全部进入磁场后做匀加速直线运动，这两段时间内的v－t图线均为直线．在t1—t2时间内，线框进入磁场的过程中，安培力等于重力，即eq \f(B2L2v0,R)＝mg时线框匀速运动，D正确；若线框的速度v大于v0，则进入磁场后减速或先减速后匀速，由eq \f(B2L2v,R)－mg＝ma可知，减速过程加速度减小，B正确；若线框的速度v4．B 闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后减小，根据楞次定律和安培定则，感应电流先逆时针后顺时针，即先正后负，AD错误；导线框切割的有效长度是先增加后减小，由E＝BLv，感应电动势的大小是先增加后减小，所以感应电流先增加后减小，B正确，C错误．
5．C 由图乙可知，线圈cd每个时间段内产生的感应电动势的大小不变，则产生感应电动势的原磁场的变化是均匀的，即ab中电流的变化是均匀的，因此C正确．
6．A 在线框切割磁感线产生感应电动势时，由E＝eq \f(1,2)BL2ω知，感应电动势一定，感应电流大小不变，B、D错误．在eq \f(T,2)～eq \f(3,4)T内，由楞次定律判断可知线框中感应电动势方向沿逆时针方向，为正方向，故A正确，C错误．
7．BD 由于滑环的作用，通过R的电流方向不变，但是框内的电流方向是变化的，A错误；由题图可知，由于线框没有电阻，所以电动势等于电阻两端的电压，B正确；因为流过R的电流方向不变，金属框转动半周，流过R的电荷量q′＝eq \(I,\s\up6(－))Δt＝eq \f(\(E,\s\up6(－)),R)Δt＝eq \f(ΔΦ,R)＝eq \f(2BL2,R)，所以金属框转动一周流过R的电荷量q＝2q′＝eq \f(4BL2,R)，C错误；由Um＝BL2ω，解得ω＝eq \f(Um,BL2)，金属框转动一周，电阻产生的焦耳热Q＝eq \f(U2,R)T＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Um,\r(2))))\s\up12(2),R)·eq \f(2π,ω)＝eq \f(πUmBL2,R)，D正确．
8．BD 9.B 10.C 11.B