2019届高考物理一轮复习 第9章 3一)电磁感应中的电路和图象问题题型专练巩固提升 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/14 11:03:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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3 题型探究课(一)电磁感应中的电路和图象问题

1.(2018·江苏镇江检测)如图所示是两个互连的金属圆环,小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过大金属环所在区域.当磁感应强度随时间均匀变化时,在大环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为( )

1

A.E 22C.E 3

1B.E 3D.E

11

解析:选B.a、b间的电势差等于路端电压,而小环电阻占电路总电阻的,故Uab=E,

33B正确.

2.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈的面积S=200 cm,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是( )

2

A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B.电阻R两端的电压随时间均匀增大 C.线圈电阻r消耗的功率为4×10 W D.前4 s内通过R的电荷量为4×10 C

解析:选C.由楞次定律,线圈中的感应电流方向为逆时针方向,选项A错误;由法拉第电磁感应定律,产生的感应电动势恒定为E=间变化,选项B错误;回路中电流I=

-4

-4-4

nSΔB=0.1 V,电阻R两端的电压不随时Δt2

ER+r=0.02 A,线圈电阻r消耗的功率为P=Ir=4×10

W,选项C正确;前4 s内通过R的电荷量为q=It=0.08 C,选项D错误. 3.

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如图所示,PN与QM两平行金属导轨相距1 m,电阻不计,两端分别接有电阻R1和R2,且R1=6 Ω,ab杆的电阻为2 Ω,在导轨上可无摩擦地滑动,垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T.现ab以恒定速度v=3 m/s匀速向右移动,这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等.则( )

A.R2=6 Ω

B.R1上消耗的电功率为0.75 W C.a、b间电压为3 V

D.拉ab杆水平向右的拉力为0.75 N

解析:选D.杆ab消耗的功率与R1、R2消耗的功率之和相等,则

R1·R2

=Rab.解得R2

R1+R2

EU2ab=3 Ω,故A错误;E=Blv=3 V,则Iab==0.75 A,Uab=E-Iab·Rab=1.5 V,PR1=R总R1

=0.375 W,故B、C错误;F拉=F安=BIab·l=0.75 N,故D正确.

4.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( )

解析:选C.由题图乙可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的,所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的,则线圈ab中的电流是均匀变化的,故选项A、B、D

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错误,选项C正确.

5.如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计,已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则( )

A.电路中感应电动势的大小为

sin θB.电路中感应电流的大小为

BlvBvsin θ

rB2lvsin θ

C.金属杆所受安培力的大小为

rD.金属杆的热功率为

B2lv2

rsin θ

解析:选B.金属杆的运动方向与金属杆不垂直,电路中感应电动势的大小为E=Blv(l为切割磁感线的有效长度),选项A错误;电路中感应电流的大小为I==

ERBlvlsin θ

= rBvsin θBvsin θlB2lv,选项B正确;金属杆所受安培力的大小为F=BIl′=B··=,rrsin θrB2v2sin2θlrB2lv2sin θ选项C错误;金属杆的热功率为P=IR=·=,选项D错误.

r2sin θr2

6.

(多选)(2018·连云港模拟)如图所示,在坐标系xOy中,有边长为L的正方形金属线框

abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧,在Ⅰ、Ⅳ

象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行.t=0时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的( )

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