新高考2025版高考物理一輪復習微專題小練習專題69電磁感應中的圖像問題

專題69電磁感應中的圖像問題1．如圖甲所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，若線圈ab中電流i與時間t的關系圖線如圖乙所示，則在這段時間內，下列關于線圈cd中產(chǎn)生的感應電流icd與時間t的關系圖線，正確的是()2．(多選)如圖甲所示，在垂直紙面對里的勻強磁場中，一個線圈與一個電容器相連，線圈平面與勻強磁場垂直，電容器的電容C＝60μF，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變更如圖乙所示，下列說法不正確的是()A．電容器下極板電勢高于上極板B．線圈中磁通量的變更率為3Wb/sC．電容器兩極板間電壓為2.0VD．電容器所帶電荷量為120C3．如圖甲所示，光滑導軌水平放置在豎直方向的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間的變更規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向下為正方向)，導體棒ab垂直導軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止狀態(tài)．規(guī)定a→b的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0～2t0時間內()4.[2024·湖北省檢測]如圖所示，寬度為d的兩條平行虛線之間存在一垂直紙面對里的勻強磁場，始終徑小于d的圓形導線環(huán)沿著水平方向勻速穿過磁場區(qū)域，規(guī)定逆時針方向為感應電流的正方向，由圓形導線環(huán)剛進入磁場起先計時，則關于導線環(huán)中的感應電流i隨時間t的變更關系，下列圖像中可能的是()5.[2024·山西五地四市聯(lián)考]如圖所示，等腰直角三角形區(qū)域內有垂直于紙面對里的勻強磁場，左邊有一形態(tài)與磁場邊界完全相同的閉合導線框，線框斜邊長為l，線框從圖示位置起先水平向右勻速穿過磁場區(qū)域，規(guī)定線框中感應電流逆時針方向為正方向，其感應電流i隨位移x變更的圖像正確的是()6.如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一、三象限內有垂直該坐標平面對里的勻強磁場，二者磁感應強度相同，圓心角為90°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在圖示坐標平面內沿順時針方向勻速轉動．規(guī)定與圖中導線框的位置相對應的時刻為t＝0，導線框中感應電流以逆時針為正方向．則關于該導線框轉一周的時間內感應電流i隨時間t的變更圖像，下列正確的是()7．[2024·四川省成都模擬]如圖，在光滑的水平面上，寬為2L的有界勻強磁場左側放置一邊長為L的正方形導電線圈，線圈在水平外力作用下向右勻加速穿過該磁場，則在線圈穿過磁場的過程中，拉力F隨位移x的變更圖像、熱功率P隨位移x的變更圖像、線圈中感應電流I(順時針方向為正)隨位移x的變更圖像正確的是()8.[2024·福建龍巖三模](多選)如圖所示，在豎直平面內有四條間距均為L的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1、L2之間和L3、L4之間存在磁感應強度大小相等且方向均垂直紙面對里的勻強磁場．現(xiàn)有一矩形金屬線圈abcd，ad邊長為3L.t＝0時刻將其從圖示位置(cd邊與L1重合)由靜止釋放，cd邊經(jīng)過磁場邊界線L3時起先做勻速直線運動，cd邊經(jīng)過磁場邊界線L2、L3、L4時對應的時刻分別為t1、t2、t3，整個運動過程線圈平面始終處于豎直平面內．在0～t3時間內，線圈的速度v、通過線圈橫截面的電量q、通過線圈的電流i和線圈產(chǎn)生的熱量Q隨時間t的關系圖像可能正確的是()9．如圖所示的勻強磁場中有一根彎成45°的金屬線POQ，其所在平面與磁場垂直，長直導線MN與金屬線緊密接觸，起始時OA＝l0，且MN⊥OQ，全部導線單位長度電阻均為r，MN勻速水平向右運動的速度為v，使MN勻速運動的外力為F，則外力F隨時間變更的規(guī)律圖像正確的是()專題69電磁感應中的圖像問題1．D由圖乙可知，在t＝0時刻，圖線的斜率最大，即ab線圈中的電流變更最快，電流產(chǎn)生的磁場變更最快，cd線圈中的磁通量變更最快，所以此時在cd線圈中產(chǎn)生的感應電流最大；t＝eq\f(T,4)時，圖線的斜率為零，即ab線圈中的電流變更為零，電流產(chǎn)生的磁場變更為零，cd線圈中的磁通量變更為零，所以此時在cd線圈中無感應電流；t＝eq\f(T,4)之后，感應電流變更方向；eq\f(T,2)到T時間內c、d線圈產(chǎn)生的感應電流為零，由上述分析可知，D正確．2．ABD依據(jù)楞次定律可以推斷出感應電流方向為逆時針方向，所以電容器下極板電勢低于上極板，A錯誤；線圈中磁通量的變更率為eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(6－2,2)Wb/s＝2Wb/s，B錯誤；依據(jù)法拉第電磁感應定律，有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝2.0V，C正確；電容器所帶電荷量為Q＝CU＝60×10－6×2.0C＝1.2×10－4C，D錯誤．3．D依據(jù)法拉第電磁感應定律可知，在0～2t0時間內eq\f(ΔB,Δt)不變，則感應電流的大小不變；依據(jù)楞次定律可知，感應電流的方向也不變，A、B錯誤；依據(jù)F＝BIL可知，因B先減小后增大，則安培力先減小后增大，且0～t0安培力方向向右；在t0～2t0安培力方向向左；因外力與安培力平衡，則外力先減小后增大，且0～t0外力方向向左(負方向)；在t0～2t0外力方向向右(正方向)，C錯誤，D正確．4.A由楞次定律易知，圓形導線環(huán)進入磁場時，電流方向為逆時針，即正方向，圓形導線環(huán)全進入磁場時，電流為零，圓形導線環(huán)離開磁場時，電流方向為順時針，即負方向，選項D錯誤；設經(jīng)過時間t圓形導線環(huán)的位置如圖所示，圓形導線環(huán)運動速度大小為v，半徑為R，電阻為r，此時圓形導線切割磁場的有效長度為L＝2eq\r(R2－（R－vt）2)，產(chǎn)生的感應電動勢e＝BLv，電流大小為i＝eq\f(e,r)，聯(lián)立三式變更可得eq\f(i2,（\f(2BvR,r)）2)＋eq\f(（t－\f(R,v)）2,（\f(R,v)）2)＝1.可見，圓形導線環(huán)勻速進入磁場時的i-t圖像是橢圓的一部分，同樣，圓形導線勻速離開磁場時的i-t圖像也是橢圓的一部分，選項A正確，B、C錯誤．5．B閉合導線框穿過磁場的過程中，磁通量先增加后減小，依據(jù)楞次定律和安培定則，感應電流先逆時針后順時針，即先正后負，A、D錯誤；導線框切割的有效長度是先增加后減小，由E＝BLv，感應電動勢的大小是先增加后減小，所以感應電流先增加后減小，B正確，C錯誤．6．A在線框切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢時，由E＝eq\f(1,2)BL2ω知，感應電動勢肯定，感應電流大小不變，B、D錯誤．在eq\f(T,2)～eq\f(3,4)T內，由楞次定律推斷可知線框中感應電動勢方向沿逆時針方向，為正方向，故A正確，C錯誤．7．C線圈在水平外力作用下向右勻加速穿過該磁場，在0～L的過程中F－F安＝ma，F(xiàn)安＝eq\f(B2L2v,R)，v2＝2ax，聯(lián)立解得F＝ma＋eq\f(B2L2\r(2ax),R)，A、B兩項錯誤；線圈中的感應電流為I＝eq\f(BLv,R)＝eq\f(BL\r(2ax),R)，x＝L和x＝2L位置的感應電流肯定不相等，D項錯誤；在0～L和2L～3L的過程中，線圈中的功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(（BLv）2,R)＝eq\f(B2L2·2ax,R)，在2L～3L的過程中，線圈中沒有感應電流，熱功率為零，C項正確．8．BD線圈cd邊在L1、L2之間的磁場切割磁感線，則有E＝BLv，I＝eq\f(E,R)，F(xiàn)安＝BIL，解得F安＝eq\f(B2L2v,R)，依據(jù)牛頓其次定律a＝eq\f(mg－F安,m)可知隨著速度的增加，安培力也漸漸增大，加速度漸漸減小，依據(jù)題意，cd邊經(jīng)過磁場邊界線L3時起先做勻速直線運動，說明從0時刻到t1的過程，線圈做加速度減小的加速運動，從t1到t2的過程，線圈做加速度為g的勻加速直線運動，從t2到t3的過程，線圈做勻速直線運動，依據(jù)v-t圖像的切線斜率表示加速度，A錯誤；從0時刻到t1的過程，線圈做加速度減小的加速運動，線圈中的電流漸漸增大，從t1到t2的過程，線圈做加速度為g的勻加速直線運動，但此過