2020高考物理一轮复习第10章电磁感应第三节电磁感应中的电路和图象问题达标诊断高效训练.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/11 2020高考物理一轮复习第10章 电磁感应 第三节电磁感应中的电路和图象问题达标诊断高效训练编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/11,(建议用时：60分钟)一、单项选择题1.(20 xx 江苏淮安模拟)如图所示，a、b、c、d 为导体圆环的四等分点，圆环的半径为R，一匀强磁场垂直于圆环平面，且磁场的磁感应强度随时间变化的规律满足Bkt，则 a、b 两点间的电压为()A0 BkR24C.D kR2解析：选 A.根据法拉第电磁感应定律，有：EnnS nR2k感应电流为：IEr总则 a、b 两点间的

2、电压为：Uab Eab Irab I nR2k 0.2(20 xx 市三校联考)如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t 0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/11 解析：选A.线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流 i 应为正方向，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由

3、EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误3(20 xx 湖北孝感高级中学调考)如图甲所示，水平面上的不平行导轨 MN、PQ上放着两根光滑导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住；开始时匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B 随时间 t 的变化如图乙所示则以下说法正确的是()A在 t0 时刻，导体棒 ab 中无感应电流B

4、在 t0 时刻，导体棒 ab 所受安培力方向水平向左C在 0t0 时间内，回路中电流方向是acdbaD在 0t0 时间内，导体棒 ab 始终静止解析：选 C.由题图乙所示图象可知，0 到 t0 时间内，磁场向里，磁感应强度B 均匀减小，线圈中磁通量均匀减小，由法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的感应电动势，形成恒定的电流由楞次定律可得出电流方向沿acdba，在 t0 时刻导体棒 ab 中感应电流不为零，故 A错误，C正确；在 t0 时刻 B0，根据安培力公式FBIL知此时 ab 和 cd 都不受安培力，故B 错误；在 0t0 时间内，根据【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/1

5、1 楞次定律可知ab 受力向左，cd 受力向右，由于cd 所受的安培力比ab 的安培力大，所以ab 将向右运动，故D错误4(20 xx 河北定州中学月考)如图所示，匀强磁场中固定的金属框架 ABC，导体棒 DE在框架 ABC上沿图示方向匀速平移，框架和导体材料相同，接触电阻不计，则()A电路中感应电流保持一定B电路中的磁通量的变化率一定C电路中的感应电动势一定DDE棒受到的拉力一定解析：选A.根据法拉第电磁感应定律得知，电路中磁通量的变化率等于回路中产生的感应电动势，而感应电动势EBLv，B、v 不变，有效切割的长度L 增加，则电路中磁通量的变化率和感应电动势都增加，故 B、C错误；设金属框架

6、的电阻率为，截面积为 S，导体棒 DE从 B 点开始运动的时间为t，ABC 2，则回路中产生的感应电动势为 E2Bvt tan v回路的电阻 R；电路中感应电流的大小I，B、S、v 均不变，则 I 不变，故 A正确DE杆所受的磁场力的大小FBILBI2vt tan 随着时间 t 的延长而增大，故D错误5.(20 xx 淮北一中模拟)用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径如图所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间变化的关系为BB0kt，其中磁感应强度的初始值B0 方向垂直纸面向里，k0，则()A.圆环中

7、产生逆时针方向的电流【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/11 B圆环具有扩张且向右运动的趋势C圆环中感应电流的大小为krS4D图中 a、b 两点间的电势差 Uab 12kr2解析：选C.磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故A 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张且向左运动的趋势，故B错误；由法拉第电磁感应定律可知，E，线圈电阻R，感应电流的大小为I，故 C 正确；由闭合电路欧姆定律可知，ab 两点间的电势差为 Uab，故 D错误二、多项选择题6(20 xx 温州中学模拟)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导

8、线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间 t 的变化关系为Bkt(常量 k0)回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R0，滑动片 P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2.闭合开关 S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()AR2两端的电压为U7B电容器的 a 极板带正电C滑动变阻器 R的热功率为电阻R2的 5 倍D正方形导线框中的感应电动势为kL2解析：选 AC.由法拉第电磁感应定律EnnS有Ekr2，D错误；因 k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，B错误；由题图知外电路结构为R2与 R的右半部并联，再与 R的左半部、R1相

9、串联，故 R2两端电压 U2U，A 正确；设【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/11 R2消耗的功率为 PIU2，则 R消耗的功率 P2I 2U2 IU25P，故 C正确7(20 xx 甘肃兰州一中月考)如图所示，竖直面内有一个闭合导线框 ACDE(由细软导线制成)挂在两固定点 A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E 处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C 点以恒定角速度(相对圆心 O)从 A 点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相

10、互作用，则下列说法正确的是()A在 C从 A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针B在 C从 A点沿圆弧移动到图中ADC 30位置的过程中，通过导线上 C点的电量为3BR22rC当 C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大D在 C从 A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为B2R4 2r解析：选 ABD.在 C从 A点沿圆弧移动到D点的过程中，磁场不变，导体框在磁场中面积先增大后变小，则磁通量先增大后变小，根据楞次定律可知电流先逆时针后顺时针，故A正确；由电流定义式I，闭合电路的欧姆定律I，法拉第电磁感应定律En，可得：Q n，则通过导线

11、上 C点的电量为：Q，故 B正确；导线上的 C点以恒定角速度 从 A点沿圆弧移动，转过角度为t 时，根据几何【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/11 关系，线框在磁场中面积：SR2sin，磁通量 BR2sin t，根据法拉第电磁感应定律可得：e BR2cos t，当 C沿圆弧移动到圆心 O的正上方时，t 90，则导线框中的感应电动势最小为零，故 C错误；根据 C 项知电动势有效值为EBR2，故电热为 Q t，故 D正确8(20 xx 皖南八校联考)半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A、B连接，两

12、板间距为d 且足够宽，如图甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律如图乙所示在平行金属板A、B 正中间有质量未知、电荷量为 q 的带电液滴，液滴在00.1 s 处于静止状态，已知重力加速度为 g.则以下说法正确的是()A液滴带正电B液滴的质量为qr210gdC第 0.3 s时液滴的运动方向改变D第 0.4 s时液滴距初始位置距离为0.08g(单位：米)解析：选 ABD.根据楞次定律可知，在00.1 s 内线圈中产生的感应电动势下极板带正电，液滴处于平衡状态时，可知液滴带正电，选项 A正确；在 00.1 s 内线圈中产生的感应电动势ES r20.1 r2；对液滴 mg q，

13、解得 m，选项 B正确；0.1 0.2 s 时电动势的方向发生改变，则液滴向下做加速运动，0.2 0.3 s 时电动势的方向不变，液滴继续向下加速运动，选项C 错误；液滴向下运动的加速度为 mg qma，解得 a2g，0.1 0.3 s 内液滴向下加速运动的位移为 x1at22g0.220.04g(m)；在 0.3 s 时刻液滴的速度 vat 2g0.2 m/s 0.4g m/s；0.3 0.4 s内液滴匀速运【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/11 动，故位移为 x2vt 0.4g0.10.04g m，故第 0.4 s 时液滴距初始位置距离为 0.08g(单位：米)，选项 D正

14、确三、非选择题9如图所示，间距L1 m 的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场，其磁感应强度大小B1 T、方向垂直于纸面向里，导轨上有一金属棒MN 与导轨垂直且在水平拉力F作用下以 v2 m/s的速度水平向左匀速运动R1 8，R212，C6 F，导轨和棒的电阻及一切摩擦均不计开关S1、S2 闭合，电路稳定后，求：(1)通过 R2的电流 I 的大小和方向；(2)拉力 F的大小；(3)开关 S1切断后通过 R2的电荷量 Q.解析：(1)开关 S1、S2 闭合后，根据右手定则知棒中的感应电流方向是由 M N，所以通过 R2的电流方向是由 baMN 中产生的感应电动势的大小 EBLv流过 R2

15、的电流 I ER1 R2代入数据解得 I 0.1 A.(2)棒受力平衡有 FF 安F安BIL代入数据解得 F0.1 N.(3)开关 S1、S2闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量Q1 CIR2S1切断后，流过 R2的电荷量 Q等于电容器所带电荷量的减少量，即Q Q1 0代入数据解得 Q 7.2106 C.答案：(1)0.1 A 方向是 ba(2)0.1 N【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】9/11(3)7.2 106 C10半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为 r，质量为 m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的

16、俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下在内圆导轨的 C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画出)直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为g.求：(1)通过电阻 R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率解析：(1)根据右手定则，得导体棒AB上的电流方向为BA，故电阻 R上的电流方向为 CD.设导体棒 AB中点的速度为 v，则 vvAvB2而 vAr，vB2r根据法拉第电磁感应定律，导体棒AB上产生的感应电动势EBrv根

17、据闭合电路欧姆定律得IER联立以上各式解得通过电阻R的感应电流的大小为I.(2)根据能量守恒定律，外力的功率P 等于安培力与摩擦力的功率之和，即 PBIrv fv，而 f mg解得 P.答案：(1)方向为 CD大小为3Br22R【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】10/11(2)3mg r211(20 xx 河南洛阳一中模拟)如图甲所示，在水平面上固定宽为L1 m、足够长的光滑平行金属导轨，左端接有R0.5 的定值电阻，在垂直导轨且距导轨左端d2.5 m处有阻值 r0.5、质量m 2 kg 的光滑导体棒，导轨其余部分电阻不计磁场垂直于导轨所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示

18、第1 s 内导体棒在拉力 F作用下始终处于静止状态.1 s 后，拉力 F保持与第 1 s末相同，导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，拉力F 做的功为 W 11.25 J 求：(1)第 1 s 末感应电流的大小；(2)第 1 s 末拉力的大小及方向；(3)1 s 后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热解析：(1)0 1 s 内，由题图乙得：0.8 T/s根据法拉第电磁感应定律：E2 V回路电流：I 2 A.(2)F 安BIL1.6 N根据受力平衡，拉力F1.6 N，方向水平向右(3)1 s 后导体棒做变加速直线运动，当受力平衡速度达最大，B0.8 T则由电磁感应定律：EBLv，最终匀速运动时：FBIL，代入数据得：I 2 A，又 I，代入数据得：v2.5 m/s根据能量守恒定律：W mv2 QrQR代入数据得：QrQR 5 J，1【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】11/11 联立解得：QR 2.5 J.答案：见解析