專題提升Ⅶ 電磁感應中的圖像問題（原卷版）

專題提升Ⅶ電磁感應中的圖像問題模塊一學問把握【重難詮釋】1．電磁感應中的圖像問題圖像類型(1)磁感應強度B、磁通量Φ、感應電動勢E和感應電流I隨時間t變化的圖像，即B－t圖像、Φ－t圖像、E－t圖像和I－t圖像(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的狀況，還常涉及感應電動勢E和感應電流I隨導體位移x變化的圖像，即E－x圖像和I－x圖像問題類型(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量應用學問左手定則、右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律、相關數(shù)學學問等2.解決此類問題的一般步驟(1)明確圖像的類型，是B－t圖像、Φ－t圖像、E－t圖像還是I－t圖像等；(2)分析電磁感應的具體過程，合理分段、選取典型過程；依據(jù)法拉第電磁感應定律分析電動勢大小，由楞次定律分析感應電流(或感應電動勢)方向；(3)由歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)方程；依據(jù)函數(shù)方程進行數(shù)學分析，例如分析斜率的變化、截距等；(4)畫圖像或推斷圖像．題型一E－t或I－t圖像（2023?海淀區(qū)校級模擬）磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢。其E﹣t關系如圖所示。假如只將刷卡速度改為v02，線圈中的E﹣t關系可能是（）A． B． C． D．（2022秋?廣州期末）水平放置一個固定的單匝金屬圓線圈，磁場正方向和線圈中感應電流的正方向如圖甲所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖乙變化時，線圈中感應電動勢E﹣t圖象是（）A． B． C． D．如圖所示，MNPQ是菱形區(qū)域，MP長為2L，QN長為L，在其由對角線QN劃分的兩個三角形區(qū)域內(nèi)布滿磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場。邊長為L的正方形導線框，在外力作用下水平向左勻速運動，線框左邊始終與QN平行。設導線框中感應電流i逆時針流向為正。若t＝0時左邊框與P點重合，則導線框穿過磁場區(qū)域的過程中。下列i﹣t圖像正確的是（）A． B． C． D．題型二i－x圖像（多選）（2022?吉林模擬）如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面對外的勻強磁場，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L。紙面內(nèi)直角邊長均為L的直角三角形導線框ABC沿x軸正方向做勻速直線運動穿過磁場區(qū)域，在t＝0時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示導線框中的電流跟導線框所走位移的關系圖像（i﹣x圖像）和導線框受到的安培力大小跟導線框所走位移的關系圖像（i﹣x圖像）的是（）A． B． C． D．（2021春?茂名期末）如圖所示，紙面內(nèi)兩個寬度均為a的區(qū)域內(nèi)存在著方向相反、磁感應強度大小相等的勻強磁場，紙面內(nèi)一個邊長為233a的等邊三角形閉合金屬線框水平向右勻速通過兩個磁場區(qū)域。已知運動過程中線框的BC邊始終與虛線邊界平行，若規(guī)定逆時針方向為感應電流i的正方向，則從線框的A點進入磁場開頭，線框中的感應電流i隨線框移動距離x變化的i﹣A． B． C． D．（2022春?上栗縣校級月考）如圖所示，空間分布著寬為2L，方向垂直于紙面對里的勻強磁場。一邊長為L的正方形金屬線框從磁場左邊界勻速向右通過磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，則感應電流隨位移變化的關系圖象（i﹣x）正確的是（）A． B． C． D．題型三F－t圖像（2022春?莆田期末）如圖（a）所示“?”形金屬導軌固定在水平面上，右端放有一與導軌垂直的金屬棒PQ，整個裝置處于豎直方向的磁場中，磁感應強度B隨時間t按圖（b）規(guī)律變化，整個過程金屬棒保持靜止。規(guī)定豎直向上為磁場的正方向，水平向右為金屬棒受到安培力F的正方向。下列F﹣t圖像中正確的是（）A． B． C． D．（2022春?重慶期末）如圖甲所示，線圈abcd固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面對外，磁感應強度隨時間的變化狀況如圖乙所示。下列所示關于ab邊所受安培力隨時間變化的F﹣t圖象中（規(guī)定安培力方向向左為正），可能正確的是（）A． B． C． D．（2022春?深圳校級期中）一邊長為L的正方形線框位于一個方向垂直線框平面對里的磁場中，如圖甲所示，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．以F表示線框ab邊所受到的安培力，以安培力向上為正．則下列F﹣t圖象中正確的是（）A． B． C． D．模塊二鞏固提高（2023春?昆山市期末）如圖所示，xOy平面第三、四象限內(nèi)有垂直紙面對里的勻強磁場，圓形金屬環(huán)與磁場邊界相切于O點。金屬環(huán)在xOy平面內(nèi)繞O點沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，t＝0時刻金屬環(huán)開頭進入第四象限。規(guī)定順時針方向電流為正，下列描述環(huán)中感應電流i隨時間t變化的關系圖像可能正確的是（）A． B． C． D．（2023春?安徽期中）如圖所示，“品”字型線框abcdefgh高為2L，寬為3L，單位長度阻值相同，長度為L的線框?qū)娮铻镽，線框在外力作用下以速度v勻速進入勻強磁場，磁感應強度大小為B，從ab邊進磁場開頭計時，線框電動勢e、電流i、線框的熱功率P、外力F隨時間t變化規(guī)律如選項圖所示，規(guī)定線框中電流順時針方向為正，下列圖像正確的是（）A． B． C． D．（2023春?孝感期中）如圖所示，在空間中存在兩個相鄰的有界勻強磁場，磁場的強度大小相等、方向相反，寬度為L。矩形閉合線圈的寬度也為L，從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域。規(guī)定電流方向逆時針為正、磁場垂直紙面對里為正。以線框剛進入磁場時開頭計時，能正確反映線圈中感應電流I、安培力F、線圈產(chǎn)生的熱量Q、線圈的磁通量Φ隨時間變化的圖像的是（）A． B． C． D．（2023春?大余縣期中）如圖（a），圓形金屬框內(nèi)有如圖（b）所示周期性變化的磁場（規(guī)定垂直紙面對里為磁場的正方向），導線上c、d間接有定值電阻R，則流過電阻R的電流隨時間變化的圖像正確的是（）A． B． C． D．（2023?菏澤一模）如圖所示，MNQP是邊長為L和2L的矩形，在其由對角線劃分的兩個三角形區(qū)域內(nèi)布滿磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場。邊長為L的正方形導線框，在外力作用下水平向左勻速運動，線框左邊始終與MN平行。設導線框中感應電流i逆時針流向為正。若t＝0時左邊框與PQ重合，則左邊框由PQ運動到MN的過程中，下列i﹣t圖像正確的是（）A． B． C． D．（2022秋?海門市期末）如圖兩條平行絕緣軌道固定在水平面上，其間連續(xù)分布著豎直向下和豎直向上的等大的勻強磁場，磁場寬度相等，一矩形金屬線框放置在導軌上方，其長寬恰好等于導軌的間距和磁場的寬度，電阻肯定，當磁場開頭向右勻速時，已知線框移動的過程中所受摩擦阻力恒定，則下列關于線框的速度v、電流i的大小及穿過線框的電荷量q隨時間t的變化v﹣t、i﹣t、q﹣t圖像、線框產(chǎn)生的焦耳熱Q隨線框位移x的變化Q﹣x圖像中可能正確的是（）A． B． C． D．（2022秋?重慶期末）如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接有阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計，整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面對上。從t＝0時刻開頭棒受到一個平行于導軌向上的外力F，由靜止開頭沿導軌向上運動，運動中棒始終與導軌垂直，且接觸良好，通過R的感應電流隨時間t變化的圖像如圖乙所示。下面分別給出了穿過回路abPM的磁通量Φ、磁通量的變化率ΔΦΔt、棒兩端的電勢差Uab和通過棒的電荷量qA． B． C． D．（2022秋?海淀區(qū)校級期末）如圖所示，由同種材料制成的粗細均勻的正方形金屬線框，以恒定速度通過有抱負邊界的勻強磁場，線框的邊長小于有界磁場的寬度。開頭計時時線框的ab邊恰與磁場的左邊界重合，在運動過程中線框平面與磁場方向保持垂直，且ab邊保持與磁場邊界平行，則圖中能定性的描述線框中c、d兩點間的電勢差Ucd隨時間變化狀況的是（）A． B． C． D．（2022秋?海淀區(qū)校級期末）矩形導線框abcd放在勻強磁場中，在外力把握下處于靜止狀態(tài)，如圖（甲）所示．磁感線方向與導線框所在平面垂直，磁感應強度B隨時間變化的圖象如圖（乙）所示。t＝0時刻，磁感應強度的方向垂直導線框平面對里，在0～4s時間內(nèi)，導線框中感應電流隨時間變化（規(guī)定以順時針為正方向）和ad邊所受安培力隨時間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）正確的是圖中的（）A． B． C． D．（2022秋?海淀區(qū)校級期末）如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab垂直于cd和eg放在金屬導軌上且與它接觸良好。在兩根導軌的端點d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽視不計。現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開頭向右在導軌上滑動，運動中桿ab始終垂直于導軌。若金屬桿在外力F的作用下沿軌道做勻加速直線運動，則圖中可以定性表示在對應時間內(nèi)外力F隨時間t變化關系的圖象是（）A． B． C． D．（多選）（2023?湖北模擬）如圖所示，MN、PQ是放置于水平面內(nèi)的平行光滑金屬導軌，M、P間接有定值電阻R。垂直導軌平面分布著方向向下的勻強磁場，金屬棒ab垂直導軌靜止放置且始終與導軌接觸良好。某時刻導體棒獲得瞬時速度向右運動，直至靜止。不計導軌電阻，則流過導體棒的電流I和導體棒所受安培力F安分別隨時間t的變化圖像、流過導體棒的電荷量q和感應電動勢E分別隨位移x變化圖像正確的是（）A． B． C． D．（多選）（2023?市中區(qū)校級二模）如圖甲所示，虛線MN是斜面上平行于斜面底端的一條直線，MN上方存在垂直于斜面對上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。t＝0時刻將一單匝正方形導體框自與MN距離s＝1m處由靜止釋放，直至導體框完全穿出磁場的過程中其速度一時間圖像如圖丙所示。已知斜面傾角θ＝37°，導體框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，運動中導體框底邊與MN始終平行，導體框質(zhì)量m＝2kg，電阻R＝2Ω，邊長l＝2m，重力加速度g＝10m/s2。設從釋放至導體框穿出磁場的過程中，整個導體框所受安培力大小為F，回路中產(chǎn)生的焦耳熱的功率為P，通過導體框的電流為I，導體框的機械能為E（釋放處E＝0），沿斜面下滑的位移為x，則下列圖像正確的是（）A． B． C． D．（多選）（2023?南寧模擬）如圖所示，在直角坐標系xOy的第一象限存在一個邊長為L的正方形區(qū)域的勻強磁場，其方向垂直紙面對里。其次象限有始終角邊長也為L的等腰直角三角形導線框，t＝0時刻，該線框恰好位于圖中所示位置，此后線框在外力F作用下沿x軸正方向以恒定的速度v通過磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為導線