2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)通關(guān)練強(qiáng)化訓(xùn)練9電磁感應(yīng)中的圖象問題

1、強(qiáng)化訓(xùn)練（9）電磁感應(yīng)中的圖象問題時間：60 分鐘滿分：100 分一、選擇題（本題共 8 小題，每小題 6 分，共 48 分。在每小題給出的四個選項中，14小題只有一項符合題目要求，58 題有多項符合題目要求。全部選對的得6 分，選對但不全的得 3 分，有選錯的得 0 分。）1. 2016 福建德化檢測如圖甲所示，在豎直向上的磁場中，水平放置一個單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為 0.1 mf,線圈電阻為 1Q,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定從上往下看順時針方向為線圈中感應(yīng)電流i的正方向。貝U（）甲乙A. 05 s 內(nèi)i的最大值為 0.1 AB. 第 4 s 末i的方向

2、為正方向C. 第 3 s 內(nèi)線圈的發(fā)熱功率最大D. 35 s 內(nèi)線圈有擴(kuò)張的趨勢答案 D BXS解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n=n，可知B-t圖象的斜率越大則電動ttA BXS勢越大，所以零時刻線圈的感應(yīng)電動勢最大即：Emax=nAt= 0.01 V，根據(jù)歐姆定律：|max=罟=0.01 A，故 A 錯誤。從第 3 s 末到第 5 s 末豎直向上的磁場一直在減小，根據(jù)楞次 定律判斷出感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，所以電流方向為逆時針方向，電流方向為負(fù) 方向，故 B 錯誤；由題圖乙所示圖象可知，在第 3s 內(nèi)穿過線圈的磁通量不變，線圈不產(chǎn)生 感應(yīng)電流，線圈發(fā)熱功率為零，故C 錯誤；由圖乙

3、所示可知，35s 內(nèi)穿過線圈的磁通量減少，為阻礙磁通量的減少，線圈有擴(kuò)張的趨勢，故D 正確。2.2017 武漢名校聯(lián)考如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。在0扌時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在2扌T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是（）3A.順時針，向左 B.逆時針，向右C.順時針，向右D.逆時針，向左答案 B解析 在 0扌時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，由題圖乙知，在扌T時間內(nèi)，直導(dǎo)線電流方 向也向上，根據(jù)安培定則知，導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，電流逐漸增大，則磁場逐 漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，金屬線框中產(chǎn)生逆時針方

4、向的感應(yīng)電流。根據(jù)左手定則，金屬線框 左邊受到的安培力方向向右，右邊受到的安培力向左，離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)，則左邊受到 的安培力大于右邊受到的安培力，所以金屬線框所受安培力的合力方向向右，故B 正確，AC、D 錯誤。3半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d,如圖甲所示。有一變化的磁場垂直于紙面， 規(guī)定向里為正，變化規(guī)律如圖乙所示。 在t= 0 時刻平板之間中心有一重 力不計，電荷量為q的靜止微粒，則以下說法正確的是（）A. 第 2 秒內(nèi)上極板為正極B. 第 3 秒內(nèi)上極板為負(fù)極C.第 2 秒末微?；?/p>

5、到了原來位置答案 AD.第 2 秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為0.2nr2d4H!li1：IIlli1JLl11- E- -2:4”呂 1解析根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律畫出極板間電勢差（以上極板電勢高時為正）隨時間變化的關(guān)系圖象如圖 1 所示：根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)知識得到微粒運(yùn)動的圖象如圖2 所示：答案 B解析 開始時進(jìn)入磁場切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向為逆時針，即為正方 向，當(dāng)開始出磁場時，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針，方向為負(fù)方向；當(dāng)進(jìn) 入磁場時，切割的有效長度變大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流也變大；當(dāng)離開磁場時，切割的有效長由上述兩圖象知，選項 A 正確，B、C 錯

6、誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得第2 秒末兩極板AB之間的電壓大小U=7?S= O.1Xn2,所以兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為0.1nr2d，所以選項 D 錯誤。4. 2016 湖北月考如圖所示，半徑為R的圓形導(dǎo)線環(huán)對心、勻速穿過半徑也為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，規(guī)定逆時針方向的感應(yīng)電流為正。導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，其中最符合實際的是（5度變小，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流也變小。根據(jù)i=學(xué)=BV警in9,0為兩圓交點(diǎn)和圓心的連R、R、線與兩圓心連線之間的夾角，當(dāng)環(huán)與磁場完全重合之前，電流按正弦規(guī)律增大，之后電流變 為反向，按正弦規(guī)律減小，因此只有B 正確。5. 2017 河南商丘期末如圖甲為

7、固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)n=20,總電阻R= 2.5Q,邊長L= 0.3 m 處在兩個半徑均為r= 3 的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域中。線3框右端頂點(diǎn)與右側(cè)磁場區(qū)域圓心重合，線框左邊中點(diǎn)與左側(cè)磁場區(qū)域圓心重合。左側(cè)磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi垂直水平面向外、大小不變；右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 垂直水平面向里、大小隨時間均勻變化。B、Ba隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。貝U（n取 3）（）甲乙A. 線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向B.t= 0 時刻穿過線框的磁通量大小為0.1 WbC.在 00.6 s 內(nèi)，通過線框的電荷量為0.12 CD.在 00.6 s 內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量為0.06 J答案 ACD解

8、析由楞次定律可判斷出線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向，選項 A 正確；t=0 時刻穿過2 2nrnr線框的磁通量大小為 1X廠2X廠=0.005 Wb 選項 B 錯誤；在 00.6 s 內(nèi)，線框內(nèi)磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=nfT = 0.5 V，感應(yīng)電流I= -= 0.2 A，通過的電荷量為t6Rq=It= 0.12 C，選項 C 正確；在 00.6 s 內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量為Q= I Rt= 0.06 J ,選項 D 正確。6.如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo) 體棒c、d,置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為 3h,方向與導(dǎo)軌平面垂直。 先

9、由靜止釋放c,c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動，此時再由靜止釋放d,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動能，xc、Xd分別表示c、d相對釋放點(diǎn)的位移。 下圖中6正確的是（）7答案 BD解析c棒在未進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動，加速度為重力加速度； 進(jìn)入磁場后，d棒開始做自由落體運(yùn)動，在d棒進(jìn)入磁場前的這段時間內(nèi)，c棒運(yùn)動了 2h,此過程c棒做勻速運(yùn)動，加速度為零；d棒進(jìn)入磁場后，c、d棒均以相同速度切割磁感線，回路中沒有感應(yīng)電流， 它們均只受重力直至c棒出磁場；而且c棒出磁場后不再受安培力， 也只受重力。故 B 正確， A 錯誤。d棒自開始下落到 2h的過程中，只受重力，機(jī)

10、械能守恒，動能與位移的關(guān)系是線性 的；在c棒出磁場后，d棒切割磁感線且受到比重力大的安培力，完成在磁場余下的2h的位移，動能減小，安培力也減小，合力也減小，在Ed-xd圖象中Ed的變化趨勢越來越慢；在d棒出磁場后，只受重力，機(jī)械能守恒，也-xd圖象中的關(guān)系又是線性的，且斜率與最初相同，均等于重力。故 D 正確，C 錯誤。7.如圖所示，兩根相距為L的平行直導(dǎo)軌水平放置，R為固定電阻，導(dǎo)軌電阻不計。電阻阻值也為R的金屬桿MN垂直于導(dǎo)軌放置，桿與導(dǎo)軌之間有摩擦，整個裝置處在豎直向下的 勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。t= 0 時刻對金屬桿施加一水平外力F,使金屬桿從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。下列關(guān)于

11、外力F、通過R的電流i、摩擦生熱Q圖 C 為拋物線）、外力F的功率P隨時間t變化的圖象中正確的是（）XRXM xXXXN_ I L I11打o h 2Ji 3h 4/i 5/i富ii*XXXXXXXXX理3/?I)X8答案 BC解析 金屬桿從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，速度v=at，金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感E BLat應(yīng)電動勢E=BLv=BLat,感應(yīng)電流i= 2R=_2R，電流與時間成正比，選項B 正確。金屬桿BVat受的安培力F安=BIL=，根據(jù)牛頓第二定律有FF安一f=ma則有F=F安+f+ma=+f+ma外力F隨時間逐漸增大，選項A 錯誤。摩擦生熱Q= fs=fx2at2與時間的平2R2

12、象不是直線，選項 D 錯誤。& 2016 濟(jì)南一模無限長通電直導(dǎo)線在其周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比，即B=kr（式中k為常數(shù)）。如圖甲所示，光滑絕緣水平面上平行放置兩根無限長直導(dǎo)線M和N,導(dǎo)線N中通有方向如圖甲所示的恒定電流IN,導(dǎo)線M中的電流IM的大小隨時間變化的圖象如圖乙所示，方向與N中電流方向相同。絕緣閉合導(dǎo)線框ABCD放在同一水平面上，AB邊平行于兩直導(dǎo)線，且位于兩者正中間。則以下說法正確的是（）A. 0t時間內(nèi)，流過R的電流方向由 CDB.t。2t0時間內(nèi)，流過R的電流方向由 DCC. 0to時間內(nèi)，不計CD邊電流影響，貝UAB邊

13、所受安培力的方向向左D.to2to時間內(nèi)，不計CD邊電流影響，則AB邊所受安培力的方向向右 答案 ACD解析 直導(dǎo)線N電流恒定，不會引起感應(yīng)電流。 010時間內(nèi)，Ml導(dǎo)線電流增大，穿過閉 合回路ABC向里的磁通量增大， 根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流， 即流過R電流由C-D,流過AB導(dǎo)線電流由A-B,根據(jù)電流同向相吸，異向相斥，M對AB安培力向右，N對方成正比，選項 C 正確。外力F的功率P=Fv=次函數(shù)，所以圖AD11RBC+f+maat，不是9AB安培力向左，由于IMIN,AB邊所受安培力合力向右， 所以 B 錯誤，D 正確。二、計算題（本題共 2 小題，共 52 分。解答時應(yīng)寫出必

14、要的文字說明、方程式和演算步 驟，有數(shù)值計算的要注明單位。）9.2014 安徽高考（26 分）如圖 1 所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為 0.5 T,其方向垂直于傾角0為 30的斜面向上。絕緣斜面上固定有“人”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN電阻忽略不計），MP和NP長度均為 2.5 m ,MN連線水平，長為 3 m。以MN中點(diǎn)0為原點(diǎn)、0P為x軸建立一維坐標(biāo)系 O）。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD長度d為 3 m、質(zhì)量m為 1 kg、電阻R為 0.3Q,在拉力F的作用下，從MN處以恒定速度v= 1 m/s 在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動（金. 2屬桿與導(dǎo)軌接觸良好）。g取 10 m/s 。（1）求金屬桿CD運(yùn)動過程

15、中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運(yùn)動到x= 0.8 m 處電勢差UCD（2）推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式， 并在圖 2 中畫出F-x關(guān)系圖象；（3）求金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。答案見解析解析（1）金屬桿CD在勻速運(yùn)動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv（l=d），解得E= 1.5 V （D點(diǎn)電勢高）。10當(dāng)x= 0.8 m 時，金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零。設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為I外，則l外=dOOpXd、OP=二-Mp j2：得I外=1.2 m ,由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢高，故CD兩端電勢差UCD=Bl外v，即UCD=0.6 V。OFx3(2)桿在導(dǎo)軌

16、間的長度I與位置x關(guān)系是I=opd= 3 -x, 對應(yīng)的電阻R為R= 電流1=,dR桿受的安培力F安=BII= 7.5 3.75x,根據(jù)平衡條件得F=F安+ m(sin0,F= 12.5 3.75x(0 x 2 m),畫出的F-x圖象如圖所示。5+ 12.52而桿的重力勢能增加量E=mgOPsin0,故全過程產(chǎn)生的焦耳熱Q= WE= 7.5 J。10. 2017 廈門質(zhì)檢(26 分)如圖甲所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分 布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變化，沿x軸方向B與x成反比，如圖乙所示。頂角0=45的光滑金屬長導(dǎo)軌MOF固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根

17、與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌向右滑動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終與導(dǎo)軌接觸。已知t= 0 時，導(dǎo)體棒位于頂點(diǎn)O處，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為 m= 1 kg，回路接觸點(diǎn)總電阻 恒為 R= 0.5Q,其余電阻不計。回路電流I與時間t的關(guān)系如圖丙所示，圖線是過原點(diǎn)的直線。求：W=X2J17.5 J11t= 2 s 時回路的電動勢E；(2) 02 s 時間內(nèi)流過回路的電荷量q和導(dǎo)體棒的位移S;(3) 導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F的瞬時功率P(單位：W)與橫坐標(biāo)x(單位：m)的關(guān)系式。答案 (1)2 V (2)4 C 2 m (3)P= 4x+2x(W)解析 根據(jù)l-t圖象可知：1=kit(ki= 2 A/s),當(dāng)t= 2 s 時，回路中電流li= 4 A