高考物理一轮复习 专题45 电磁感应中的电路和图象问题(练)(含解析)

专题45 电磁感应中的电路和图象问题

1.空间存在着沿竖直方向的匀强磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,如图甲所示,设甲图所示线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向。在线圈中产生的感应电流如图乙所示,图丙中能正确表示线圈内磁感应强度随时间变化的图线是: ( )

【答案】A

【名师点睛】一般解题步骤

(1)明确图象的种类,即是B-t图还是Φ-t图,或者是E-t图、I-t图等. (2)分析电磁感应的具体过程判断对应的图象是否分段,共分几段. (3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向.

(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式. (5)根据函数关系式,进行数学分析. (6)画图象或判断图象.

2.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应

电流i的正方向,下列i-t图中正确的是: ( )

【答案】D

【名师点睛】由右图可知B的变化,则可得出磁通量的变化情况,由楞次定律可知电流的方向;由法拉第电磁感应定律可知电动势,即可知电路中电流的变化情况;本题要求学生能正确理解B?t图的含义,才能准确的利用楞次定律进行判定。

3.如图所示,MN右侧一正三角形匀强磁场区域,上边界与MN垂直,现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,垂直于MN匀速向右运动,导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是 (取逆时针电流为正): ( )

【答案】C

【解析】

开始时进入磁场切割磁感线,根据右手定则可知,电流方向为逆时针,即为正方向,当开始出磁场时,回路中磁通量减小,产生的感应电流为顺时针,方向为负方向,因此AB错误;当离开磁场时,切割的有效长度变小,则产生感应电流也变小,故D错误,C正确;因此只有C正确;故选C

【名师点睛】此题是对法拉第电磁感应定律以及楞次定律的考查;解题时要注意分段处理,并能找出切割磁感线的有效长度的变化以及电流方向的变化;同时对于图象问题可以通过排除法进行求解,如根据图象过不过原点、电流正负、大小变化等进行排除.

4.(多选)一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正,在磁场中有一细金属圆环,线圈平面位于纸面内,如图(a)所示。现令磁感应强度B随时间变化,先按图(b)中所示的oa图线变化,后来又按图线bc和cd变化,令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的感应电流,则: ( )

A、E1?E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B、E1?E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 C、E1?E2,I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向 D、E1?E2,I2沿顺时针方向,I3沿顺时针方向 【答案】BD

【名师点睛】本题考查法拉第电磁感应定律及楞次定律的应用,注意在B?t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的。

5.如图所示,有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置,右端接一个阻值R=2Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。金属杆ab质量m=0.1kg,电阻r=1Ω,杆与框架接触良好,且与框架间的摩擦力不计。当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动,速度大小为v=3m/s。

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