高考物理 讲练测系列 专题20 电磁感应图象问题

2013年高考物理专项冲击波讲练测系列 专题20 电磁感应图象问题

【重点知识解读】

【最新模拟题训练】。

1．（2013山东青岛二中测试）如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，

磁场和导轨平面垂直，金属杆ab 与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S 断开，当ab 杆由静止下滑一段时间后闭合S ，则从S 闭合开始计时，ab 杆的速度v 与时间t 的关系图象可能正确的是 （ ）

【答案】ACD

【解析】若ab 杆速度为v 时，S 闭合，则ab 杆中产生的感应电动势E=BLv ，ab 杆受到的安

培力R

v

L B F 22 ，如果安培力等于ab 杆的重力，则ab 杆匀速运动，A 项正确；如果

安培力小于ab杆的重力，则ab杆先加速最后匀速，C项正确；如果安培力大于ab杆的重力，则ab杆先减速最后匀速，D项正确；ab杆不可能匀加速运动，B项错。

其它回路电流相等，选项CD错误。

3（2011江苏物理第5题）如图所示，水平面内有一平行金属导

轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R

的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。t=0时，将开关S

由1掷到2。Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是

【点评】此题电容器放电时引起的电磁感应相关图象。

4. （2013安徽皖南八校联考）如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流I的正方向．外力大小为F,，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P－t图像为抛物线．则这些量随时间变化的关系正确的是

答案：C解析：线框速度v=at，产生的感应电动势随时间均匀增大，感应电流均匀增大，安培力随时间均匀增大，外力F随时间变化关系是一次函数，但不是成正比，功率P=EI随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，所以C正确AB错误。导体横截面的电荷量q=It 随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，选项D错误。

过程中感应电流随时间变化的规律是图D 。

6. （2013浙江测试）“超导量子干涉仪”可用于探测心磁（10-10

T ）和脑磁（10-13

T ）等微弱磁场，其灵敏度可达10-14

T ，其探测“回路”示意图

如图甲。穿过ABCD “回路”

的磁通量为Φ，总电流强度I=i 1+i 2。I 与0

ΦΦ的关系如图乙所示（Φ0=2.07×10-15

Wb ），下列说法正确的是

A. 图乙中横坐标的单位是Wb

B. 穿过“回路”的磁通量越大，电流I 越大

C. 穿过“回路”的磁通量变化引发电流I 周期性变化

D. 根据电流I 的大小，可以确定穿过“回路”的磁通量大小

线圈中产生的感应电动势逐渐增大，电压信号逐渐增大，产生电压信号的时间缩短，所以电压信号关于时间的图像为D。

8.（2013温州八校联考）如图所示的四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A 、B 中的导线框为正方形，C 、D 中的导线框为直角扇形。各导线框均绕垂直纸面轴O 在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T 。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP 边上从P 点指向O 点的方向为感应电流i 的正方向。则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流i 随时间t 的变化规律如图3所示的是（ ）

9．（2013唐山摸底）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C 和电阻R ，导体棒MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN 始终保持静止，则0~t 2时间 A ．电容器C 的电荷量大小始终没变 B ．电容器C 的a 板先带正电后带负电 C ．MN 所受安培力的大小始终没变

D ．MN 所受安培力的方向先向右后向左

答案：AD 解析：磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C 的电荷量大小始终没变，选项A 正确B 错误；由于磁感应强度变化，MN 所受安培力的大小变化，MN 所受安培力的方向先向右后向左，选项C 错误D 正确。

10（2012浙南浙北联考）如图（a ）所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为

θ

2B B

A

B

B

B C

D

B

B

的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t =0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=t x时刻（t x未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；

（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率；

（3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离；

（4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。

11．如图甲所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO'为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界OO'也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题：

（1）若ab杆固定在轨道上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。

（2）若磁场的磁感应强度不变，ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其v--x的关系图像如图乙所示。求：

①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小；

②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。

【解析】：（1）磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，说明

B B t t ∆

=∆

图甲

v

v

图乙