資源簡(jiǎn)介

素養(yǎng)提升練(四)　電磁感應(yīng)中的電路及圖像問(wèn)題
一、選擇題
1．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ef長(zhǎng)為l，ef的電阻為r，定值電阻R，其余電阻不計(jì)。當(dāng)ef在外力作用下向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則ef兩端的電壓為(　　)
A．Blv 　B． 　C． 　D．
2．(多選)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l＝1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值R＝10 Ω的電阻。一阻值R＝10 Ω的導(dǎo)體棒ab以速度v＝4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到a
B．cd兩端的電壓為1 V
C．de兩端的電壓為1 V
D．fe兩端的電壓為1 V
3．如圖所示，單匝正方形線框的邊長(zhǎng)為l，電容器的電容為C。正方形線框的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)以變化率k均勻減弱的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．電壓表的讀數(shù)為
B．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為kl2
C．電容器所帶的電荷量為零
D．回路中電流為零
4．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r的金屬圓環(huán)，拉直時(shí)兩端的電阻為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面。環(huán)的最高點(diǎn)用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2r、電阻為的導(dǎo)體棒ab，ab由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，b點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)ab兩端的電壓大小為(　　)
A． 　B． 　C． 　D．Brv
5．(多選)如圖所示，在水平桌面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，四個(gè)邊的電阻相等。桌面所在的空間存在一個(gè)豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)線框在水平外力作用下從邊界處以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。已知速度方向垂直于導(dǎo)線框的ab邊。在導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列關(guān)于a和b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab和bc邊受到的安培力大小Fbc隨導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)位移x變化圖像正確的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
6．如圖甲所示，一根電阻R＝4 Ω的導(dǎo)線繞成半徑d＝2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，中間S形虛線是兩個(gè)直徑均為d的半圓，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示(磁場(chǎng)垂直于紙面向外為正，電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，關(guān)于圓環(huán)中的感應(yīng)電流—時(shí)間圖像，下列選項(xiàng)正確的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
7．(多選)如圖所示，矩形金屬框架三個(gè)豎直邊ab、cd、ef的長(zhǎng)度都是l，電阻都是R，其余電阻不計(jì)，框架以速度v勻速平動(dòng)地穿過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)ab、cd、ef三條邊先后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab邊兩端電壓分別為U1、U2、U3，則下列判斷結(jié)果正確的是(　　)
A．U1＝Blv 　 B．U2＝2U1
C．U3＝0 　 D．U1＝U2＝U3
8．(多選)如圖所示，空間分布著寬為l，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一金屬線框從磁場(chǎng)左邊界勻速向右通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t感應(yīng)電流隨位移變化的關(guān)系圖像(i-x)、ab兩端電勢(shì)差隨位移變化的關(guān)系圖像(Uab-x)，可能正確的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
9．(多選)(2023·全國(guó)甲卷)一有機(jī)玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖甲所示。現(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。則(　　)
A．小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來(lái)越快
B．下落過(guò)程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次
C．下落過(guò)程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變
D．與上部相比，小磁體通過(guò)線圈下部的過(guò)程中，磁通量變化率的最大值更大
10．(多選)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)在y軸方向足夠?qū)挘趚軸方向?qū)挾葹閍。一直角三角形導(dǎo)線框ABC(BC邊的長(zhǎng)度為a)從圖示位置向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍谙聢D中感應(yīng)電流i、BC兩端的電壓UBC與線框移動(dòng)的距離x的關(guān)系圖像正確的是(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
二、非選擇題
11．飯卡是學(xué)校等單位常用的輔助支付手段，其內(nèi)部主要部分是一個(gè)多匝線圈，當(dāng)刷卡機(jī)發(fā)出電磁信號(hào)時(shí)，置于刷卡機(jī)上的飯卡線圈的磁通量發(fā)生變化，發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電信號(hào)，其原理可簡(jiǎn)化為如圖甲所示。設(shè)線圈的匝數(shù)為1 200匝，每匝線圈面積均為S＝10-4 m2，線圈的總電阻為r＝0.1 Ω，線圈連接一電阻R＝0.3 Ω，其余部分電阻不計(jì)。線圈所處的磁場(chǎng)的方向不變，其大小按如圖乙所示的規(guī)律變化(垂直紙面向里為正)，求：
(1)t＝0.05 s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；
(2)0～0.1 s時(shí)間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)0.1～0.4 s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量。
12．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放一個(gè)半徑r0＝50 cm的圓形導(dǎo)軌，圓形導(dǎo)軌上面有通過(guò)圓形導(dǎo)軌中心且互相垂直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω＝103 rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過(guò)電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻R0＝0.8 Ω，外接電阻R＝3.9 Ω，如圖所示，圓形導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，求：
(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和接通時(shí)兩電表的示數(shù)分別是多少。素養(yǎng)提升練(四)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B BD D A BD C AB AC AD BD
1．B　[導(dǎo)體棒ef有電阻，將ef看成等效電源，E＝Blv，內(nèi)阻為r，Uef＝IR＝，故B正確。]
2．BD　[由右手定則可知ab中電流方向?yàn)閍→b，A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝2 V，ab為電源，cd間電阻R為外電路負(fù)載，de和cf間電阻中無(wú)電流，de和cf間無(wú)電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即U＝＝1 V，B、D正確，C錯(cuò)誤。]
3．D　[磁場(chǎng)均勻減弱，線框中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電容器充電完畢后，電路中沒(méi)有電流，則電壓表沒(méi)有讀數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，給電容器充電，則電容器所帶的電荷量不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。]
4．A　[導(dǎo)體棒ab擺到豎直位置時(shí)，ab切割磁感線的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝B·2r·v＝Brv。外電路電阻大小為，由閉合電路歐姆定律有＝Brv。故選A。]
5．BD　[導(dǎo)線框在以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，ab邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，a和b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝Blv，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)導(dǎo)線框的總電阻為R，導(dǎo)線中的電流I＝，設(shè)bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)部分的長(zhǎng)度為x，則bc邊受到的安培力大小Fbc＝BIx＝，F(xiàn)bc與x成正比，F(xiàn)bc隨導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)位移x變化圖像是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。]
6．C　[0～1 s內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E1＝S V＝4π V，感應(yīng)電流大小I1＝ A＝π A，由楞次定律知，感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍瑸樨?fù)值，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]
7．AB　[當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，I＝，則U1＝E－IR＝Blv；當(dāng)cd邊也進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，I＝Blv；三邊都進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，U3＝Blv。故選項(xiàng)A、B正確。]
8．AC　[設(shè)金屬線框總電阻為R，以線框剛要進(jìn)入磁場(chǎng)為0時(shí)刻。在0～l過(guò)程中，根據(jù)右手定則可知，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(負(fù)方向)，此時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E1＝Blv，感應(yīng)電流大小為I1＝，ab兩端電勢(shì)差為Uab＝Blv，在l～2l過(guò)程中，根據(jù)右手定則可知，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(負(fù)方向)，此時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E2＝2Blv，感應(yīng)電流大小為I2＝＝2I1，ab兩端電勢(shì)差為U′ab＝Blv＝2Uab，在2l～3l過(guò)程中，根據(jù)右手定則可知，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(正方向)，此時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E3＝3Blv，感應(yīng)電流大小為I3＝＝3I1，ab兩端電勢(shì)差為U″ab＝Blv＝7Uab，故選AC。]
9．AD　[在小磁體下落的過(guò)程中，它經(jīng)過(guò)的每匝線圈的磁通量都先增大后減小，但由上到下每匝線圈都依次充當(dāng)電源，由電流的最大值逐漸增大可以判斷小磁體的下落速度一定越來(lái)越大，故A正確；電流變化的原因是線圈的磁通量先增大后減小，而不是小磁體的N、S極上下顛倒，故B錯(cuò)誤；小磁體下落過(guò)程中線圈中的電流不斷變化，所以線圈受到的安培力也不斷變化，可知小磁體受到的電磁阻力也不斷變化，故C錯(cuò)誤；由題圖乙可知當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈電流的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈電流的最大值，由閉合電路歐姆定律可知，當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈中磁通量變化率的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈中磁通量變化率的最大值，故D正確。]
10．BD　[設(shè)∠ACB＝θ，三角形導(dǎo)線框ABC向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則在其勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，在0～a內(nèi)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l＝vt tan θ，由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv＝Bv2tan θ·t，設(shè)三角形導(dǎo)線框ABC的總電阻為R，則其產(chǎn)生的感應(yīng)電流為i＝·t，可知感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻增加，而根據(jù)楞次定律可知，在0～a內(nèi)，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍礊檎较颍赼～2a內(nèi)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系與0～a內(nèi)的相同，而根據(jù)楞次定律可知，此過(guò)程中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍礊樨?fù)方向，但仍隨著時(shí)間均勻增大，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)BC邊的電阻為R′，則其兩端的電壓UBC＝iR′＝·t，在0～a內(nèi)，感應(yīng)電流為正方向，且隨時(shí)間均勻增加，則可知在0～a內(nèi)，BC兩端的電壓均勻增加且圖像在x上方，在a～2a內(nèi)，感應(yīng)電流為負(fù)方向，且隨時(shí)間均勻增加，則可知在a～2a內(nèi)，BC兩端的電壓均勻增加且圖像在x下方，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。]
11．解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有
E＝nS
0～0.1 s時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E1＝nS＝1 200××10-4 V＝0.024 V
則t＝0.05 s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為0.024 V。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
I1＝ A＝0.06 A
根據(jù)焦耳定律，可得0～0.1 s時(shí)間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為
Q＝Rt＝0.062×0.3×0.1 J＝1.08×10-4 J。
(3)0.1～0.4 s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
則通過(guò)電阻R的電荷量為q＝Δt＝n
結(jié)合題圖乙可得
q＝1 200× C＝0.006 C。
答案：(1)0.024 V　(2)1.08×10-4 J　(3)0.006 C
12．解析：(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
E1＝Blv＝×0.4×0.52×103 V＝50 V。
(2)兩根導(dǎo)體棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同，相當(dāng)于四個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都相同的電池并聯(lián)，E總＝E1＝50 V，r＝＝0.1 Ω
當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，為50 V
當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，閉合電路總電阻
R′＝r＋R＝(0.1＋3.9)Ω＝4 Ω
電源電動(dòng)勢(shì)不變，即E＝E總＝50 V
由閉合電路歐姆定律，得
I＝ A＝12.5 A，即電流表示數(shù)為12.5 A
此時(shí)電壓表示數(shù)為電路路端電壓
U＝IR＝12.5×3.9 V＝48.75 V。
答案：(1)50 V　(2)見(jiàn)解析(共52張PPT)
素養(yǎng)提升課(四)　電磁感應(yīng)中的電路及圖像問(wèn)題
第二章　電磁感應(yīng)
學(xué)習(xí)任務(wù)
探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成
探究1　電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題
1．電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖
2．解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題三部曲
【典例1】　如圖所示，用相同的均勻?qū)Ь€制成的兩個(gè)圓環(huán)a和b，已知b的半徑是a的兩倍。若在a內(nèi)存在隨時(shí)間均勻變化的磁場(chǎng)，b在磁場(chǎng)外，M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U；若該磁場(chǎng)存在于b內(nèi)，a在磁場(chǎng)外，M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多大？(M、N在連接兩環(huán)的導(dǎo)線的中點(diǎn)，該連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度不計(jì))
[答案]　2U
[針對(duì)訓(xùn)練]
1．粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于正方形的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形的邊平行。現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出過(guò)程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是(　　)
√
A　　　B　　 　C　　　D
√
2．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1 000匝，橫截面積S＝20 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。在一段時(shí)間內(nèi)，垂直穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向如圖甲所示，大小按如圖乙所示的規(guī)律變化，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.2 V
B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電容
器下極板帶負(fù)電
C．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為2.56×10-2 W
D．S斷開(kāi)后，流經(jīng)R2的電量為 1.8×10-2 C
探究2　電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題
1．電磁感應(yīng)中常見(jiàn)的圖像問(wèn)題
圖像
類(lèi)型 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像，即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像和I-t圖像
(2)對(duì)于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像
問(wèn)題
類(lèi)型 (1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫(huà)出正確的圖像
(2)由給定的圖像分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量
應(yīng)用
知識(shí) 安培定則、左手定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及數(shù)學(xué)知識(shí)
注意
事項(xiàng) (1)電磁感應(yīng)中的圖像能夠定性或定量地表示出所研究問(wèn)題的函數(shù)關(guān)系
(2)在圖像中E、I、B等物理量的方向通過(guò)物理量的正負(fù)來(lái)反映
(3)畫(huà)圖像時(shí)要注意橫、縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度定義或表達(dá)
2．處理圖像問(wèn)題要做到“四明確”“一理解”
【典例2】　如圖甲所示，固定在水平桌面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd、eg處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為l的金屬桿ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其阻值為R，其他部分電阻不計(jì)。現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開(kāi)始向右在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌。圖乙為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力F安隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像，則下列選項(xiàng)可以表示外力F隨時(shí)間t變化的圖像是(　　)
A　　　B　　　　C　　　　D
√
[針對(duì)訓(xùn)練]
3．如圖甲所示，水平面內(nèi)虛線MN的右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)閉合的金屬線框以恒定速度從MN左側(cè)沿垂直MN的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線框中的電流隨時(shí)間變化的i-t圖像如圖乙所示，則線框的形狀可能是下圖中的(　　)
√
A　　　　B　　　　C　　 　D
4．如圖所示，一邊長(zhǎng)為a，電阻為R的等邊三角形線框在外力作用下以速度v勻速穿過(guò)寬度均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，方向相反，線框運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直。以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍瑥膱D示位置開(kāi)始線框中感應(yīng)電流I與沿運(yùn)動(dòng)方向的位移s的關(guān)系圖像為(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
√
總結(jié)提升　
題號(hào)
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
素養(yǎng)提升練(四)　電磁感應(yīng)中的電路及圖像問(wèn)題
題號(hào)
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
√
2．(多選)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l＝1 m，cd間、de間、cf 間分別接著阻值R＝10 Ω的電阻。一阻值R＝10 Ω的導(dǎo)體棒ab以速度v＝4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到a
B．cd兩端的電壓為1 V
C．de兩端的電壓為1 V
D．fe兩端的電壓為1 V
√
題號(hào)
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
題號(hào)
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
1
√
題號(hào)
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
1
題號(hào)
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
1
√
題號(hào)
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
1
題號(hào)
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
√
5．(多選)如圖所示，在水平桌面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，四個(gè)邊的電阻相等。桌面所在的空間存在一個(gè)豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)線框在水平外力作用下從邊界處以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。已知速度方向垂直于導(dǎo)線框的ab邊。在導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列關(guān)于a和b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab和bc邊受到的安培力大小Fbc隨導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)位移x變化圖像正確的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
√
題號(hào)
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
題號(hào)
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
6．如圖甲所示，一根電阻R＝4 Ω的導(dǎo)線繞成半徑d＝2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，中間S形虛線是兩個(gè)直徑均為d的半圓，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示(磁場(chǎng)垂直于紙面向外為正，電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，關(guān)于圓環(huán)中的感應(yīng)電流—時(shí)間圖像，下列選項(xiàng)正確的是(　　)
題號(hào)
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
√
A　　　　　　　B
C　　　　　　D
題號(hào)
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
1
√
√
題號(hào)
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
1
題號(hào)
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
1
√
8．(多選)如圖所示，空間分布著寬為l，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一金屬線框從磁場(chǎng)左邊界勻速向右通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t感應(yīng)電流隨位移變化的關(guān)系圖像(i-x)、ab兩端電勢(shì)差隨位移變化的關(guān)系圖像(Uab-x)，可能正確的是(　　)
A　　　　　B
C　　　　D
√
題號(hào)
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
1
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
9．(多選)(2023·全國(guó)甲卷)一有機(jī)玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖甲所示。現(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。則(　　)
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
A．小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來(lái)越快
B．下落過(guò)程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次
C．下落過(guò)程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變
D．與上部相比，小磁體通過(guò)線圈下部的過(guò)程中，磁通量變化率的最大值更大
√
√
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
AD　[在小磁體下落的過(guò)程中，它經(jīng)過(guò)的每匝線圈的磁通量都先增大后減小，但由上到下每匝線圈都依次充當(dāng)電源，由電流的最大值逐漸增大可以判斷小磁體的下落速度一定越來(lái)越大，故A正確；電流變化的原因是線圈的磁通量先增大后減小，而不是小磁體的N、S極上下顛倒，故B錯(cuò)誤；小磁體下落過(guò)程中線圈中的電流不斷變化，所以線圈受到的安培力也不斷變化，可知小磁體受到的電磁阻力也不斷變化，故C錯(cuò)誤；由題圖乙可知當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈電流的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈電流的最大值，由閉合電路歐姆定律可知，當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)小磁體通過(guò)線圈下部時(shí)線圈中磁通量變化率的最大值大于小磁體通過(guò)線圈上部時(shí)線圈中磁通量變化率的最大值，故D正確。]
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
10．(多選)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)在y軸方向足夠?qū)挘趚軸方向?qū)挾葹閍。一直角三角形導(dǎo)線框ABC(BC邊的長(zhǎng)度為a)從圖示位置向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍谙聢D中感應(yīng)電流i、BC兩端的電壓UBC與線框移動(dòng)的距離x的關(guān)系圖像正確的是(　　)
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
√
√
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
二、非選擇題
11．飯卡是學(xué)校等單位常用的輔助支付手段，其內(nèi)部主要部分是一個(gè)多匝線圈，當(dāng)刷卡機(jī)發(fā)出電磁信號(hào)時(shí)，置于刷卡機(jī)上的飯卡線圈的磁通量發(fā)生變化，發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電信號(hào)，其原理可簡(jiǎn)化為如圖甲所示。設(shè)線圈的匝數(shù)為1 200匝，每匝線圈面積均為S＝10-4 m2，線圈的總電阻為r＝0.1 Ω，線圈連接一電阻R＝0.3 Ω，其余部分電阻不計(jì)。線圈所處的磁場(chǎng)的方向不變，其大小按如圖乙所示的規(guī)律變化(垂直紙面向里為正)，求：
(1)t＝0.05 s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；
(2)0～0.1 s時(shí)間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)0.1～0.4 s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量。
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
[答案]　(1)0.024 V　(2)1.08×10-4 J　(3)0.006 C
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
12．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放一個(gè)半徑r0＝50 cm的圓形導(dǎo)軌，圓形導(dǎo)軌上面有通過(guò)圓形導(dǎo)軌中心且互相垂直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω＝103 rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過(guò)電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻R0＝
0.8 Ω，外接電阻R＝3.9 Ω，如圖所示，圓形導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，求：
(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和接通時(shí)兩電表的示數(shù)分別是多少。
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
題號(hào)
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
[答案]　(1)50 V　(2)見(jiàn)解析

展開(kāi)更多......

收起↑