电磁感应中的图像问题练习题
高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案
高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案1．如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈cd中产生的感应电流i cd与时间t的关系图线，正确的是()答案：D解析：由图乙可知，在t＝0时刻，图线的斜率最大，即ab线圈中的电流变化最快，电流产生的磁场变化最快，cd线圈中的磁通量变化最快，所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大；t＝T4时，图线的斜率为零，即ab线圈中的电流变化为零，电流产生的磁场变化为零，cd线圈中的磁通量变化为零，所以此时在cd线圈中无感应电流；t＝T4之后，感应电流改变方向；T2到T时间内c、d线圈产生的感应电流为零，由上述分析可知，D正确．2．(多选)如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C＝60 μF，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，下列说法不正确的是()A.电容器下极板电势高于上极板B ．线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC ．电容器两极板间电压为2.0 VD ．电容器所带电荷量为120 C答案：ABD解析：根据楞次定律可以判断出感应电流方向为逆时针方向，所以电容器下极板电势低于上极板，A 错误；线圈中磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝6－22Wb/s ＝2 Wb/s ，B 错误；根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔΦΔt＝2.0 V ，C 正确；电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝60×10－6×2.0 C ＝1.2×10－4 C ，D 错误．3．[2024·黑龙江省哈尔滨市重点三校期末联考]如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L .距磁场区域的左侧L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直．现用水平外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点．规定：电流沿逆时针方向时电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正，水平外力F 向右为正．则下列关于线框中的感应电动势E 、所受外力F 、消耗的电功率P 和通过线框的磁通量Φ随时间变化的图像正确的是( )答案：B解析：进入磁场时磁通量随时间变化为ΔΦ＝BL v t，完全进入左边磁场后再运动0.5L时磁通量减为零，再运动0.5L磁通量变为反向的BL2，因此中间图像斜率是两端的2倍，D错误；进入磁场时感应电动势E1＝BL v，而运动到两磁场交接处时感应电动势E2＝2BL v，A 错误；根据F＝BIL运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍，电流为刚进入磁场时的2倍，并且在两个磁场交接处时，左右两边都受到向左的安培力，因此在中间时，安培力是在两端时的4倍，根据P＝F v，则在中间安培力的功率也是两端的4倍，C错误，B正确．4.如图所示，宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域，规定逆时针方向为感应电流的正方向，由圆形导线环刚进入磁场开始计时，则关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系，下列图像中可能的是()答案：A解析：由楞次定律易知，圆形导线环进入磁场时，电流方向为逆时针，即正方向，圆形导线环全进入磁场时，电流为零，圆形导线环离开磁场时，电流方向为顺时针，即负方向，选项D错误；设经过时间t圆形导线环的位置如图所示，圆形导线环运动速度大小为v，半径为R，电阻为r，此时圆形导线切割磁场的有效长度为L＝2R2－（R－v t）2，产生的感应电动势e＝BL v，电流大小为i＝er，联立三式变化可得i2（2B v Rr）2＋（t－R v）2（R v）2＝1.可见，圆形导线环匀速进入磁场时的i t图像是椭圆的一部分，同样，圆形导线匀速离开磁场时的i t图像也是椭圆的一部分，选项A正确，B、C错误．5.如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()答案：B解析：闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后减小，根据楞次定律和安培定则，感应电流先逆时针后顺时针，即先正后负，A、D错误；导线框切割的有效长度是先增加后减小，由E＝BL v，感应电动势的大小是先增加后减小，所以感应电流先增加后减小，B正确，C错误．6.(多选)如图所示，在竖直平面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间存在磁感应强度大小相等且方向均垂直纸面向里的匀强磁场．现有一矩形金属线圈abcd，ad边长为3L.t＝0时刻将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放，cd边经过磁场边界线L3时开始做匀速直线运动，cd边经过磁场边界线L2、L3、L4时对应的时刻分别为t 1、t 2、t 3，整个运动过程线圈平面始终处于竖直平面内．在0～t 3时间内，线圈的速度v 、通过线圈横截面的电量q 、通过线圈的电流i 和线圈产生的热量Q 随时间t 变化的关系图像可能正确的是( )答案：BD解析：线圈cd 边在L 1、L 2之间的磁场切割磁感线，则有E ＝BL v ，I ＝E R，F 安＝BIL ，解得F 安＝B 2L 2v R ，根据牛顿第二定律a ＝mg －F 安m可知随着速度的增加，安培力也逐渐增大，加速度逐渐减小，根据题意，cd 边经过磁场边界线L 3时开始做匀速直线运动，说明从0时刻到t 1的过程，线圈做加速度减小的加速运动，从t 1到t 2的过程，线圈做加速度为g 的匀加速直线运动，从t 2到t 3的过程，线圈做匀速直线运动，根据v t 图像的切线斜率表示加速度，A 错误；从0时刻到t 1的过程，线圈做加速度减小的加速运动，线圈中的电流逐渐增大，从t 1到t 2的过程，线圈做加速度为g 的匀加速直线运动，但此过程线圈没有切割磁感线，感应电流为零，从t 2到t 3的过程，线圈做匀速直线运动，线圈中的电流保持不变，根据q t 图像的切线斜率表示电流，B 正确，C 错误；从0时刻到t 1的过程，线圈中的电流逐渐增大，从t 1到t 2的过程，线圈中的电流为零，从t 2到t 3的过程，线圈中的电流保持不变，根据Q ＝I 2Rt 可知Q t 图像的切线斜率表示电流的平方，D 正确．7．如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OA＝l0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN水平向右匀速运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图像正确的是()答案：C8．[2024·山东省青岛市模拟]如图所示，MN和PQ是竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨足够长且电阻不计，MP间接有一定值电阻R，电阻为r的金属杆cd保持与导轨垂直且接触良好．杆cd由静止开始下落并开始计时，杆cd两端的电压U、杆cd所受安培力的大小F随时间t变化的图像，合理的是()答案：A解析：设杆长为L，杆下落过程中速度增大，切割磁感线产生的感应电流增大，杆所受安培力的大小为F＝BIL＝B2L2v，根据牛顿第二定律有mg－F＝ma，杆下落过程中先做加R＋r速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度保持不变，所以安培力随速度先增大，后不变，其大小为mg，B错误，A正确；导体杆两端的电压为U＝IR＝BLR v，速度先增大，后不R＋r变，所以U先增大，后不变，且U增大的越来越慢，即图线的斜率减小，C、D错误．9．[2024·辽宁省十校联合体调研]如图所示，xOy平面的第一、三象限内充满垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L 的正方形金属框始终在O 点的顶点环绕，在xOy 平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t ＝0时刻，金属框开始进入第一象限，已知匀强磁场的磁感应强度为B ，金属框的总电阻为R ，规定顺时针方向为电流的正方向，不考虑自感影响，关于金属框中感应电流i 随时间t 变化的图像正确的是( )答案：A解析：如图所示，在t ＝0到t ＝π2ω的过程中，即金属框顺时针转过90°的过程中，金属框切割磁感线的有效切割长度先变大后变小，根据转动切割感应电动势的计算公式E ＝12Bω2l 可知E 先增大后减小，感应电流先增加后减小，根据楞次定律可知，电流方向为顺时针方向，即正方向；在t ＝0到t ＝π4ω的过程中，由圆周运动公式可知θ＝ωt ，根据几何关系和三角形的面积公式可得S ＝L ·L tan θ2 ，则穿过线圈的磁通量为Φ＝12BL 2tan ωt ，对上述的表达式由数学知识得ΔE Δt ＝BL 2ω2·tan ωt cos 2ωt ，由此可知，在t ＝0到t ＝π4ω的过程中，E 的变化率一直增大，感应电流的变化率一直增加；同理可得在t＝π4ω到t＝π2ω的过程中，E的变化率一直减小，感应电流的变化率一直减小，A正确，B、C、D错误．。
电磁感应中的图像问题专题练习
电磁感应中的图像问题专题练习电磁感应中的图像问题专题练习1.(2016武汉模拟)如图(甲)所示,矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图(乙)所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,图中正确的是( )2.(2016山西康杰中学高二月考)如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x的变化的i x图像最接近( )3.如图(甲)所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图(乙)所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0～2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是( )4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R 的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流方向为正,则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是( )5.如图所示,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF,OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l,磁场方向垂直于纸面向里,一边长为l的正方形导线框ABCD 沿O′O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则在图中感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )6.如图所示,用导线制成的矩形框长2L,以速度v穿过有理想界面的宽为L的匀强磁场,那么,线框中感应电流和时间的关系可用下图中的哪个图表示( )7.如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN外匀速运动到M′N′的过程中,棒上感应电动势E随时间t 变化的图示,可能正确的是( )8.如图(甲)所示,一个由导体制成的矩形线圈以恒定速度v运动,从无场区进入匀强磁场区,然后出来,若取逆时针方向为电流的正方向,那么在图(乙)所示的图线中,能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是( )9.如图(甲)所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d,e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架.图(乙)为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系,则图(丙)中可以表示外力F随时间t 变化关系的图像是( )10.(多选)边长为a的闭合金属正三角形框架完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中,现把框架匀速拉出磁场,如图所示,则电动势、外力、外力功率与位移的关系图像不相符的是( )11.(多选)如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B、方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是下图中的( AC )12.(多选)(2016绍兴高二月考)有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界MN左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图(甲)所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的i t图像如图(乙)所示,则进入磁场区域的金属线框可能是下图的( )13.匀强磁场的磁感应强度B=0.2 T,磁场宽度l=3 m,一正方形金属框边长ad=l′=1 m,每边的电阻r=0.2 Ω,金属框以v=10 m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,试画出:(1)金属框穿过磁场区的过程中,各阶段的等效电路图;(2)金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的i t图线;(要求写出图依据)(3)ab两端电压的U t图线.(要求写出作图依据)1、解析:0～1 s内,B垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可知线框中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A,C选项.2～3 s内,B垂直纸面向外均匀增大,同理可得线框中电流大小不变,方向为顺时针方向,选项B错误,D正确.2、解析:圆环进入磁场的过程中,圆环中磁通量增大,由楞次定律可得感应电流的方向沿逆时针方向,为正,感应电动势先增大后减小,所以,圆环中感应电流先增大后减小;圆环离开磁场过程中,圆环中磁通量减小,由楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向,为负,感应电流大小先增大后减小,故选项A正确.3、解析:在0～t0时间内磁通量为向上减少,t0～2t0时间内磁通量为向下增加,两者等效,且根据B t图线可知,两段时间内磁通量的变化率相等,根据楞次定律可判断0～2t0时间内均产生由b到a的大小不变的感应电流,选项A,B均错误;在0～t0可判断所受安培力的方向水平向右,则所受水平外力方向向左,大小F=BIL,随B的减小呈线性减小;在t0～2t0时间内,可判断所受安培力的方向水平向左,则所受水平外力方向向右,大小F=BIL,随B的增加呈线性增加,选项D正确.4、解析:0～L不切割,所以I=0,L～2L,bc边切割,且有效切割长度在增大.由右手定则知电流b→c,为正,当bc边在2L～3L段,ad边切割,bc边不切割,有效切割长度增大,I增大,且电流a→d,为负,故选项C正确.5、解析:以图示位置为零位置,AB边从零位置开始运动到O′的过程中,只有AB边的一部分切割了磁感线,切割的有效长度从零增加到l,感应电动势变大,由右手定则可以判断,感应电流方向为逆时针(即与题目规定的正方向相同),因此排除了C,D选项.AB边从O′位置开始继续运动到A,B两点与OE,OF边接触的过程中,只有AB边切割了磁感线,切割的有效长度等于l,感应电动势不变,感应电流方向还是逆时针.AB边从上述位置继续运动到O点的过程中,AB边和CD边都部分切割了磁感线,AB边切割的有效长度从l减小到0,而CD边切割的有效长度从0增加到l,两条边产生的感应电动势相反,相互抵消,电动势减小到0后反向增加,所以感应电流方向先逆时针减小到0,再从0开始顺时针增加,再往后CD从O′到O跟前面AB从O′到O过程相反.由此判断选项B正确.6、解析:当线框右边刚出磁场到线框左边刚进入磁场时间内,穿过线框的磁通量不变,无感应电流,左边进入磁场后感应电流方向反向,故选项B正确.7、解析:在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后,棒上均不会产生感应电动势,选项D错误;在磁场中运动时,感应电动势E=Blv,保持不变,故选项A正确.8、解析:当线圈ab,cd边都不进入磁场时,线圈无感应电流;当线圈只有ab边进入磁场切割磁感线时,产生的感应电动势E=Blv为定值,感应电流也为定值,方向为逆时针(正)方向;当ab,cd边都进入磁场时,线圈没有感应电流;当线圈只有cd边在磁场时,感应电流方向为顺时针(负)方向,且数值一定;当cd边离开磁场后,线圈无感应电流.故选项C正确.9、解析:ab切割磁感线产生感应电动势E=Blv,感应电流为I=,安培力F安=,所以v∝F安,v∝t,金属杆的加速度为定值,又由牛顿第二定律F-F安=ma,得F=F安+ma,故D项正确.10、解析:框架匀速拉出过程中,有效长度l均匀增加,由E=Blv知,电动势均匀变大,选项A错误,B正确;因匀速运动,则F外=F安=BIl=,故外力F外随位移x的增大而非线性增大,选项C错误;外力功率P=Fv,v恒定不变,故P也随位移x的增大而非线性增大,选项D错误. 外·11、解析:当bc边在0～L内运动时,由右手定则可判断出感应电流的方向为逆时针方向,感应电流大小为I==,图像应为过坐标原点的直线.当bc边在L～2L内运动时,ad,bc两边均切割磁感线,由右手定则可判断出感应电流的方向为顺时针方向.当ad边刚进入L～2L内时,bc边离开磁场,由右手定则可判断出感应电流的方向为逆时针方向,且此时的感应电流突然变小,故选项B,D错误.因导线框匀加速运动,所以当bc边在3L>x>L的区域内运动时,感应电流随时间均匀变化,图像仍为直线而感应电流随位移x变化的图像不为直线.故选项A,C 正确.12、解析:在B,C两线圈进入磁场的过程中,线圈切割磁感线的有效长度先逐渐线性增大,然后不变,再逐渐线性减小,所以电流呈现图(乙)的形状.选项B,C正确.13、解析:金属框的运动过程分为三个阶段:第Ⅰ阶段cd相当于电源;第Ⅱ阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源;第Ⅲ阶段ab相当于电源,如图所示.在第Ⅰ阶段,有i1===2.5 A.感应电流方向沿逆时针方向,持续时间为t1== s=0.1 s.ab两端的电压U1=i1·r=2.5×0.2 V=0.5 V在第Ⅱ阶段,有i2=0,U2=E=Bl′v=2 Vt2=0.2 s在第Ⅲ阶段,有i3==2.5 A感应电流方向为顺时针方向U3=i3·3r=1.5 V,t3=0.1 s规定逆时针方向为电流正方向,故i t图像和ab两端U t图像分别如图(甲)、(乙)所示.答案:见解析。
法拉第电磁感应定律之图像问题 习题精选
2.2法拉第电磁感应定律之图像问题习题精选一、单选题1．如图描绘的是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下正确的是（）A．0~0.3s内线圈中的电动势在均匀增加B．0.2s和0.4s的瞬时电动势的方向相同C．0.9s线圈中的瞬时电动势比0.2s的小D．0.6s线圈中的感应电动势是4V2．如图所示，在平行虚线区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，粗细均匀的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行（bc边长度小于磁场区域宽度）。
现使线框水平向右匀速穿过磁场区域，且速度方向与ab边始终垂直。
若规定电流在线框中沿逆时针方向为正，在该过程中，导线框中的感应电流i随时间t的变化规律，可能如下面哪一图线所示？（）A．B．C．D．3．如图甲所示，两固定导体线圈a、b在同一平面内，a在内侧，b在外侧．现使a接交流电源，规定逆时针方向为正方向，a中的电流i随时间t按正弦规律变化，图像如图乙所示，以下说法正确的是（）t t时间内线圈b中有逆时针方向的电流A．34t时刻线圈b中的电流最大B．2t时刻两线圈间的作用力最大C．1t t时间内两线圈相互排斥D．124．如图所示，有一等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。
一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。
取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的描述正确的是（）A．B．C．D．5．如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。
规定垂直纸面向外为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。
关于线框中感应电流i随时间t变化的图像以及ad边所受安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（）A．B．C．D．6．如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。
人教版高中物理选择性必修第二册课后习题 第2章 电磁感应 电磁感应中的电路、电荷量和图像问题
分层作业11 电磁感应中的电路、电荷量和图像问题A组必备知识基础练题组一电磁感应中的电路问题1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。
现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是( )2.如图所示,两个相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍,现用电阻不计的导线将两环连接在一起,若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1,若将小环放入这个磁场中,大环在磁场外,a、b两点间电压为U2,则 ( )A.U1U2=1 B.U1U2=2C.U1U 2=4D.U 1U 2=14题组二 电磁感应中的电荷量问题3.如图所示,空间内存在垂直于纸面的匀强磁场,在半径为a 的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B 。
一半径为b(b>a)、电阻为R 的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。
在内、外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中,通过导线环截面的电荷量为( )A.πB |b 2-2a 2|R B.πB (b 2+2a 2)RC.πB (b 2-a 2)R D.πB (b 2+a 2)R4.(多选)(辽宁大连高二期中)如图所示,长直导线通以方向向上的恒定电流I,矩形金属线圈abcd 与导线共面,线圈的长宽比为2∶1,第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下,第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d 点垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下,两次变换位置的过程所用的时间相同,以下说法正确的是( )A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次通过线圈导线横截面的电荷量相等C.两次线圈所产生的平均感应电动势之比为2∶1D.两次通过线圈导线横截面的电荷量之比为2∶15.(多选)(四川泸州高二期末)一跑步机的原理图如图所示,该跑步机水平底面固定有间距L=0.8 m的平行金属电极,外接有理想电压表和R=8 Ω的定值电阻,电极间充满磁感应强度大小B=0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。
课标通用版2025版高考物理总复习第十章03微专题7电磁感应中的电路和图像问题精练含解析
微专题7 电磁感应中的电路和图像问题A组基础过关1.(2024河北唐山检测)如图甲所示,矩形导线框abcd固定在改变的磁场中,产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)。
若规定垂直纸面对里的方向为磁场正方向,能够产生如图乙所示电流的磁场为( )答案 D 由题图乙可知,0~t1内,线圈中的电流的大小与方向都不变,依据法拉第电磁感应定律可知,线圈中的磁通量的改变率相同,故0~t1内磁感应强度与时间的关系是线性的,A、B错误;又由于0~t1时间内电流的方向为正,即沿abcda方向,由安培定则知,电路中感应电流的磁场方向向里,由楞次定律知0~t1内原磁场向里减小或向外增大,因此D正确,C错误。
2.(2024江西南昌模拟)如图所示,虚线框内存在匀称改变的匀强磁场,三个电阻R1、R2、R3的阻值之比为1∶2∶3,导线的电阻不计。
当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中感应电流为I;当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中感应电流为5I;当S1、S3闭合,S2断开时,闭合回路中感应电流为( )A.0B.4IC.6ID.7I答案 D 因为R1∶R2∶R3=1∶2∶3,可以设R1=R,R2=2R,R3=3R。
由电路图可知,当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1与R2组成闭合回路,设此时感应电动势是E1,由欧姆定律可得E1=3IR。
当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R 2与R 3组成闭合回路,设感应电动势为E 2,由欧姆定律可得E 2=5I×5R=25IR;当S 1、S 3闭合,S 2断开时,电阻R 1与R 3组成闭合回路,此时感应电动势E=E 1+E 2=28IR,则感应电流为I'=E 4E =28EE 4E=7I,故选项D 正确。
3.如图所示,一个腰长为2L 的等腰直角三角形ABC 区域内,有垂直纸面对里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L 的正方形线框abcd,线框以水平速度v 匀速通过整个匀强磁场区域,设电流沿逆时针方向为正。
电磁感应中的电路和图像问题测试题及解析
电磁感应中的电路和图像问题测试题及解析1.(2019·东北三省四市模拟)如图所示，一个各短边边长均为L，长边边长为3L的线框，匀速通过宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，线框沿纸面运动，开始时线框右侧短边ab恰好与磁场左边界重合，此过程中最右侧短边两端点a、b两点间电势差U ab随时间t变化关系图像正确的是()解析：选D0～L过程中，ab边切割磁感线产生的感应电动势E1＝BL v，a点电势高于b，则U ab＝910BL v；L～2L过程中感应电动势E2＝2BL v，a点电势低于b，则U ab＝－210BL v；2L～3L过程中，最左边切割磁感线产生的感应电动势E3＝3BL v，a点电势高于b，则U ab＝110×3BL v＝310BL v，故D正确，A、B、C错误。
2．[多选]一款手机无线充电器内部结构示意如图甲所示。
假设手机接收线圈获得的电压随时间变化关系如图乙所示，则发射线圈输入的电流随时间变化的关系图像可能是()解析：选CD当手机接收线圈获得的电压为零时，则此时发射线圈的磁通量变化率为零，即i-t图线的切线的斜率为零；同理当手机接收线圈获得的电压为最大时，则此时发射线圈的磁通量变化率为最大，即i-t图线的切线的斜率最大；对比四个图可知，选项C、D正确，A、B错误。
3.[多选]如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN、PQ左端接有电阻R，一质量为m、电阻不计的导体棒跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的匀强磁场。
现让ab 以初速度v 0开始沿导轨向右运动，不计摩擦及导轨电阻，下列关于导体棒的速度v 随时间t 及位移x 变化的图像可能正确的是( )解析：选AD 根据安培力公式可知F ＝BIL ＝B 2L 2vR ，导体棒所受安培力即合外力越来越小，所以导体棒做加速度减小的减速运动，可知A 正确，B 错误；对导体棒用动量定理可得－I BLt ＝m v －m v 0，I t ＝q ，q ＝ΔΦR ＝BLx R ，可得v ＝v 0－B 2L 2mRx ，可知v 与x 成线性关系，故C 错误，D 正确。
电磁感应现象中的图像问题 习题
电磁感应现象中的图像问题物理图像是一种形象直观的“语言”，它能很好地考查考生的推理能力和分析、解决问题的能力，下面我们一起来看一看图像在电磁感应中常见的几种应用。
一、反映感应电流强度随时间的变化规律例1：如图1—1，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。
一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。
取它刚进入磁场的时刻t=0，在图1-2所示的下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）评注：（1）线框运动过程分析和电磁感应的过程是密切关联的，应借助于运动过程的分析来深化对电磁感应过程的分析；（2）运用E=Blv 求得的是闭合回路一部分产生的感应电动势，而整个电路的总感应电动势则是回路各部分所产生的感应电动势的代数和。
例2：在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图2—1所示，则下列图2—2中较正确反映线圈中电流i 与时间t 关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（ ）评注：用图像来表示物理过程，是一种简洁明快的方法，如果能抓住物理过程的特征，则可迅速解决问题。
如本题中感应电流的方向（正负？是否改变？）就是一个典型的特征。
二、判断感应电流的方向:例3：一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。
在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图3—1所示，现令磁感应强度B 随时间t 变化，先按图3—2中所示的Oa 图线变化，后来又按图线bc 和cd 变化，令ε1，ε2，ε3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I 1、I 2、I 3分别表示对应的感应电流，则（ ）图1—2← 40cm →图1—1 图2—2D SA.ε1＞ε2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向B.ε1＜ε2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向C.ε1＜ε2，I 1沿顺时针方向，I 2沿逆时针方向D.ε1＝ε2，I 1沿顺时针方向，I 2沿顺时针方向评注：对电磁感应物理过程的分析是研究和求解电磁感应问题的关键。
2020年高考物理专题复习：电磁感应中的图象问题专项练习
2020年高考物理专题复习：电磁感应中的图象问题专项练习1. 如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。
在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。
现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。
图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t 的变化关系，则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（）2. 如图甲所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdef位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f→a为线框中的电动势E的正方向，则如图乙所示的四个E-t关系示意图中正确的是（）3. 如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x的关系图象是（）4. 如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。
t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正。
则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是（）5. 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN，PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.30m.导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R＝0.40Ω.导轨上停放一质量为m＝0.10kg、电阻r＝0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电路，并获得U随时间t的关系如图乙所示。
电磁感应中的图像问题专题练习
电磁感应中的图像问题专题练习1. （2016武汉模拟）如图（甲）所示，矩形导线框abed固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图（乙）所示.若规定顺时2. （2016山西康杰中学高二月考）如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向，则圆环中感应电流i随其移动距离x的变化的i -x图像最接近（）Sx X X 祐I " I*_ ix x x xif* X X；[ hx x x x:IX X x xi3. 如图（甲）所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图（乙）所示（规定向下为正方向）,导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外,其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a—b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0〜2t o时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是（）4. 如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L, 磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R 的正方形导线框abed,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abeda的感应电流方向为正，则表示线框中电流i随be边的位置坐标x变化的图像正确的是（）5. 如图所示,EOF和E‘ O F为空间一匀强磁场的边界，其中E0//E O ,FO/F 0’，且EOLOF,OO为/ EOF的角平分线，00’间的距离为I,磁场方向垂直于纸面向里，一边长为I的正方形导线框ABCD 沿O O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则在图中感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是（6. 如图所示,用导线制成的矩形框长2L,以速度v穿过有理想界面的宽为L的匀强磁场，那么,线框中感应电流和时间的关系可用下图中的哪个图表示（）7. 如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN外匀速运动到M N的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是（）8. 如图（甲）所示，一个由导体制成的矩形线圈以恒定速度v运动，从无场区进入匀强磁场区，然后出来，若取逆时针方向为电流的正方向那么在图（乙）所示的图线中，能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是（）■i li:■■ «■ P/ J°A Bw 11■fa・I- *£iC㈢D9. 如图（甲）所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d,e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架.图（乙）为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系，则图（丙）中可以表示外力F随时间t 变化关系的图像是（）10. （多选）边长为a的闭合金属正三角形框架完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示,则电动势、外力、外力功率与位移的关系图像不相符的是（）11. （多选）如图,一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L.边长为L的正方形线框abed的be边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是下图中的（AC ）6 L ~ 2L <12. （多选）（2016绍兴高二月考）有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图（甲）所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN勺恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i-t图像如图（乙）所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的（）13. 匀强磁场的磁感应强度B=0.2 T,磁场宽度1=3 m,一正方形金属框边长ad=l ' =1 m,每边的电阻r=0.2 Q ,金属框以v=10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示,试画出：(1) 金属框穿过磁场区的过程中，各阶段的等效电路图；(2) 金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的i-t图线;(要求写出图依据)(3) ab两端电压的Ut图线.(要求写出作图依据)1、解析:0〜1 s内,B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可知线框中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A,C选项.2〜3 s内,B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线框中电流大小不变，方向为顺时针方向，选项B错误,D正确.2、解析:圆环进入磁场的过程中，圆环中磁通量增大，由楞次定律可得感应电流的方向沿逆时针方向，为正,感应电动势先增大后减小，所以, 圆环中感应电流先增大后减小；圆环离开磁场过程中，圆环中磁通量减小，由楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向，为负，感应电流大小先增大后减小，故选项A正确.3、解析：在O~t o时间内磁通量为向上减少，t。
(完整版)电磁感应图像问题练习
电磁感应图像问题1．如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。
令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正，u0=Blv。
线框中a、b两点间电势差u ab随线框cd边的位移x 变化的图象正确的是（）2.如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为2L，以磁场左边界为坐标原点建立x轴．一边长为L的正方形金属线框abcd，在外力作用下以速度v匀速穿过匀强磁场．从线框cd边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框ab边两端的电压U ab、线框所受安培力F、穿过线圈的磁通量Φ随位移x的变化图像正确的是( )A B．C．D．3.如图所示，两相邻的宽均为0.8m的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外。
一边长为0.4m的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=0.2m/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。
取它刚进入磁场的时刻t=O,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向。
在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（）A．B．C．D．4．如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正。
则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象错误的是A．B．C．D．5.如图所示，在虚线MN的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场，边长为a的正三角形金属线框平行纸面放置，t＝0时刻，顶点恰好在磁场的左边界上，一边平行磁场边界MN.现令该金属线框匀速进入磁场区域，则线框中产生的感应电动势E、电流I、所施加的外力F、安培力做功的功率P随时间t的变化关系的图象中正确的是( )A．B．C．D．6.如图所示，宽度为l的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B。
电磁感应中图象问题含答案
电磁感应中的图像问题一、基础知识1.图像类型(1)时变图像，如B-T图像、φ-T图像、E-T图像和I-T图像。
(2)随位移*变化的图像，如E-*图像和I-*图像。
2.问题的类型(1)通过给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像。
(2)从给定的相关图像中分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
(3)用给定的图像判断或画出新的图像。
明白；理解1.问题类型的特征通常，图像问题可以分为三类:(1)通过给定的电磁感应过程选择或绘制正确的图像；(2)从给定的相关图像中分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图像定量计算。
2.解决问题的关键找出初始条件，正负方向的对应关系，变化范围，所研究物理量的函数表达式，磁场进出的转折点，是解决问题的关键。
3.解决图像问题的一般步骤。
(1)识别图像的类型，即B-T图像或φ-T图像，或E-T图像，I-T图像等。
(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等。
写出函数关系；(5)根据函数关系，进行数学分析，如分析斜率和截距的变化。
(6)画出或判断一个形象。
4、对形象的理解，应注意以下几个方面(1)明确图像所描述的物理意义；(2)各种“+”、“-”的含义一定要说清楚；(3)斜率的含义必须明确；(4)必须建立图像与电磁感应过程的对应关系；(5)注意三种相似关系及其各自的物理意义:v ~δv ~，B ~δB ~，φ~δφ~、、、分别反映V、B、φ的变化速度。
5.电磁感应中图像选择题的两种常见解法(1)排除法:定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大或减小)、变化速度(均匀变化或非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误选项。
(2)函数法:根据题目给出的条件，定量写出两个物理量之间的函数关系，然后通过函数关系对图像进行分析判断。
这不一定是最简单的方法，但却是最有效的方法。
第二，练习1.如图，两个相邻的有界均匀磁场区域方向相反且垂直于纸面，磁感应强度为b .以磁场区域的左边界为Y轴建立坐标系，磁场区域在Y轴方向足够长，并且*轴方向的宽度为a .矩形引线框架ABCD的CD边与Y轴重合，ad边的长度为a .线框从图中所示的位置以匀速水平向右通过两个磁场区域，线框的平面始终垂直于磁场。
电磁感应中的图像问题(基础+提升)训练题附详细答案
电磁感应中的图象问题1．图象类型借助图象考查电磁感应的规律是高考的热点，此类题目一般分为两类：(1)由给定的电磁感应过程选择正确的图象．(2)由给定的图象分析电磁感应过程，定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象． 常见的图象有Φt 、E t 、i t 、U t 、q t 、F t 、P t 等图象．2.解决方法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项．比如：对于线圈一进一出的问题，q ＝n ΔΦR 总＝0，i t 图象中t 轴上方的面积和t 轴下方的面积相等． (2)数形结合法：根据题目所给条件结合法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、欧姆定律等定量地写出两个物理量之间的函数关系式，由函数关系式对图象进行分析和判断，比如分析斜率的变化、截距的含义等．（3）如果是选择题，先从方向上判断，再从大小变化上分析，“先方向后大小”。
第一类：根据电磁感应过程选图像例题1 (2018·全国卷Ⅱ)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l ，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )【解析】 本题考查右手定则、E ＝BLv .由右手定则可判定，线框向左移动0～l 2过程，回路中电流方向为顺时针，由E ＝2BLv 可知，电流i 为定值；线框向左移动l2～l 过程，线框左、右两边产生的感应电动势相抵消，回路中电流为零．线框向左移动l ～32l 过程，回路中感应电流方向为逆时针．由上述分析可见，选项D 正确．【答案】 D第二类 根据图象分析电磁感应过程例题2 (2019·湖南六校联考)(多选)如图甲所示，在MN 、OP 间存在一匀强磁场，t ＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F 作用下紧贴MN 从静止开始做匀加速运动，外力F 随时间t 变化的图线如图乙所示．已知线框质量m ＝1 kg ，电阻R ＝2 Ω，则( )A ．磁场宽度为4 mB ．匀强磁场的磁感应强度为 2 TC ．线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为2 CD ．线框穿过磁场过程中，线框产生的热量为1 J【解析】 线框的加速度为a ＝F 0m ＝21 m/s 2＝2 m/s 2，磁场宽度d ＝12at 22＝4 m ，A 正确；当线框全部进入磁场的瞬间有L ＝12a －t 21＝1 m ，F 1－F 安＝ma ，F 安＝B 2L 2v R ＝B 2L 2at 1R，解得B ＝ 2 T ，B 正确；线框穿过磁场的过程中，通过线圈的电荷量为零，线框进入磁场过程中，线框产生的热量为Q ＝W －12mv 2>1 J ，C 、D 错误． 【答案】 AB 针对训练基础训练1. 如下图所示, abcd 是边长为L ,每边电阻均相同的正方形导体线框,今维持线框以恒定的速度v 沿z 轴运动,并过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向里。
电磁感应中的图像问题专题练习(可编辑修改word版)
电磁感应中的图像问题专题练习1.(2016 武汉模拟)如图(甲)所示,矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中, 磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B 随时间变化的规律如图(乙)所示.若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向,图中正确的是( )2.(2016 ft西康杰中学高二月考)如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i 的正方向,则圆环中感应电流i 随其移动距离x 的变化的i x 图像最接近( )3.如图(甲)所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B 随时间的变化规律如图(乙)所示(规定向下为正方向),导体棒ab 垂直导轨放置,除电阻R 的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab 在水平外力F 的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0～2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab 的电流与时间或外力与时间关系的图线是( )4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L, 磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R 的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域.取沿abcda 的感应电流方向为正,则表示线框中电流i 随bc 边的位置坐标x 变化的图像正确的是( )5.如图所示,EOF 和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥ E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF,OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l,磁场方向垂直于纸面向里,一边长为l 的正方形导线框ABCD 沿O′O方向匀速通过磁场,t=0 时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则在图中感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是( )6.如图所示,用导线制成的矩形框长 2L,以速度 v 穿过有理想界面的宽为 L 的匀强磁场,那么,线框中感应电流和时间的关系可用下图中的哪个图表示( )7.如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ 沿导轨从MN 外匀速运动到M′N′的过程中,棒上感应电动势E 随时间t 变化的图示,可能正确的是( )8.如图(甲)所示,一个由导体制成的矩形线圈以恒定速度v 运动,从无场区进入匀强磁场区,然后出来,若取逆时针方向为电流的正方向,那么在图(乙)所示的图线中,能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是 ( )9.如图(甲)所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d,e 之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动, 运动中杆ab 始终垂直于框架.图(乙)为一段时间内金属杆受到的安培力F 安随时间t 的变化关系,则图(丙)中可以表示外力F 随时间t 变化关系的图像是( )10.(多选)边长为a 的闭合金属正三角形框架完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中,现把框架匀速拉出磁场,如图所示,则电动势、外力、外力功率与位移的关系图像不相符的是( )11.(多选)如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B、方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L.边长为L 的正方形线框abcd 的bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x 轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是下图中的( AC )12.(多选)(2016 绍兴高二月考)有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界MN 左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图(甲)所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN 的恒定速度从MN 左侧进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的i t 图像如图(乙)所示,则进入磁场区域的金属线框可能是下图的( )13.匀强磁场的磁感应强度 B=0.2 T,磁场宽度 l=3 m,一正方形金属框边长ad=l′=1 m,每边的电阻r=0.2 Ω,金属框以 v=10 m/s 的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,试画出:(1)金属框穿过磁场区的过程中,各阶段的等效电路图;(2)金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的 i t 图线;(要求写出图依据)(3)ab 两端电压的 U t 图线.(要求写出作图依据)1、解析:0～1 s 内,B 垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可知线框中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A,C 选项.2～3 s 内,B 垂直纸面向外均匀增大,同理可得线框中电流大小不变,方向为顺时针方向,选项 B 错误,D 正确.2、解析:圆环进入磁场的过程中,圆环中磁通量增大,由楞次定律可得感应电流的方向沿逆时针方向,为正,感应电动势先增大后减小,所以, 圆环中感应电流先增大后减小;圆环离开磁场过程中,圆环中磁通量减小,由楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向,为负,感应电流大小先增大后减小,故选项 A 正确.3、解析:在 0～t0时间内磁通量为向上减少,t0～2t0时间内磁通量为向下增加,两者等效,且根据 B t 图线可知,两段时间内磁通量的变化率相等,根据楞次定律可判断 0～2t0时间内均产生由b 到a 的大小不变的感应电流,选项 A,B 均错误;在 0～t0可判断所受安培力的方向水平向右,则所受水平外力方向向左,大小 F=BIL,随B 的减小呈线性减小;在 t0～2t0时间内,可判断所受安培力的方向水平向左,则所受水平外力方向向右,大小 F=BIL,随B 的增加呈线性增加,选项 D 正确.4、解析:0～L 不切割,所以 I=0,L～2L,bc 边切割,且有效切割长度在增大.由右手定则知电流b→c,为正,当 bc 边在 2L～3L 段,ad 边切割,bc 边不切割,有效切割长度增大,I 增大,且电流a→d,为负,故选项C 正确.5、解析:以图示位置为零位置,AB 边从零位置开始运动到O′的过程中, 只有 AB 边的一部分切割了磁感线,切割的有效长度从零增加到 l,感应电动势变大,由右手定则可以判断,感应电流方向为逆时针(即与题目规定的正方向相同),因此排除了 C,D 选项.AB 边从O′位置开始继续运动到 A,B 两点与OE,OF 边接触的过程中,只有 AB 边切割了磁感线, 切割的有效长度等于 l,感应电动势不变,感应电流方向还是逆时针.AB 边从上述位置继续运动到O 点的过程中,AB 边和CD 边都部分切割了磁感线,AB 边切割的有效长度从 l 减小到 0,而CD 边切割的有效长度从 0 增加到 l,两条边产生的感应电动势相反,相互抵消,电动势减小到 0 后反向增加,所以感应电流方向先逆时针减小到 0,再从 0 开始顺时针增加,再往后 CD 从O′到O 跟前面 AB 从O′到O 过程相反. 由此判断选项 B 正确.6、解析:当线框右边刚出磁场到线框左边刚进入磁场时间内,穿过线框的磁通量不变,无感应电流,左边进入磁场后感应电流方向反向,故选项 B 正确.7、解析:在金属棒 PQ 进入磁场区域之前或出磁场后,棒上均不会产生感应电动势,选项D 错误;在磁场中运动时,感应电动势 E=Blv,保持不变,故选项 A 正确.8、解析:当线圈 ab,cd 边都不进入磁场时,线圈无感应电流;当线圈只有 ab 边进入磁场切割磁感线时,产生的感应电动势 E=Blv 为定值,感应电流也为定值,方向为逆时针(正)方向;当 ab,cd 边都进入磁场时, 线圈没有感应电流;当线圈只有 cd 边在磁场时,感应电流方向为顺时针(负)方向,且数值一定;当 cd 边离开磁场后,线圈无感应电流.故选项 C 正确.Blv 9、解析:ab 切割磁感线产生感应电动势 E=Blv,感应电流为 I=R ,安B2l2v培力 F 安=R,所以v∝F 安,v∝t,金属杆的加速度为定值,又由牛顿第二定律 F-F 安=ma,得 F=F 安+ma,故 D 项正确.10、解析:框架匀速拉出过程中,有效长度 l 均匀增加,由 E=Blv 知,电B2l2v动势均匀变大,选项A 错误,B 正确;因匀速运动,则F 外=F 安=BIl=R, 故外力 F 外随位移x 的增大而非线性增大,选项 C 错误;外力功率 P=F 外·v,v恒定不变,故 P 也随位移 x 的增大而非线性增大,选项 D 错误.111、解析:当 bc 边在 0～L 内运动时,由右手定则可判断出感应电流的 E B L at 方向为逆时针方向,感应电流大小为 I= = ,图像应为过坐标原点R R的直线.当 bc 边在L ～2L 内运动时,ad,bc 两边均切割磁感线,由右手定则可判断出感应电流的方向为顺时针方向.当ad 边刚进入L ～2L 内时,b c 边离开磁场,由右手定则可判断出感应电流的方向为逆时针方向,且此时的感应电流突然变小,故选项 B,D 错误.因导线框匀加速运动,所以当bc 边在3L>x>L 的区域内运动时,感应电流随时间均匀变化, 图像仍为直线而感应电流随位移 x 变化的图像不为直线.故选项 A,C 正确.12、解析:在 B,C 两线圈进入磁场的过程中,线圈切割磁感线的有效长度先逐渐线性增大,然后不变,再逐渐线性减小,所以电流呈现图(乙) 的形状.选项 B,C 正确.13、解析:金属框的运动过程分为三个阶段:第Ⅰ阶段 cd 相当于电源; 第Ⅱ阶段 cd 和 ab 相当于开路时两并联的电源;第Ⅲ阶段 ab 相当于电源,如图所示.E 在第Ⅰ阶段,有 i = r + 3r Bl 'v = 4r =2.5 A.感应电流方向沿逆时针方向,持续时间为l ' 1t 1= = s=0.1 s. v 10ab 两端的电压 U 1=i 1·r=2.5×0.2 V=0.5 V3 在第Ⅱ阶段,有 i 2=0,U 2=E=Bl′v=2 Vt 2=0.2 sE在第Ⅲ阶段,有 i = =2.5 A 4r 感应电流方向为顺时针方向U 3=i 3·3r=1.5 V,t 3=0.1 s规定逆时针方向为电流正方向,故i t 图像和 ab 两端U t 图像分别如图(甲)、(乙)所示.答案:见解析。
高三物理电磁感应与图象试题答案及解析
高三物理电磁感应与图象试题答案及解析1.如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。
线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO’平行，线框平面与磁场方向垂直。
设OO’下方磁场磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律A．B．C．D．【答案】A【解析】t 1时刻ab边未进入磁场前，线框只受重力作用做自由落体运动，t2时刻全部进入磁场后线圈没感应电流，不受安培力作用，线框继续做自由落体运动。
t1时刻ab进入磁场时，线框受重力和向上的安培力作用，因，其安培力大小与线框速率有关，如果ab边刚进入磁场时的安培力等于线框重力，则进入磁场后做匀速直线运动，其v-t图象如选项D所示；如果ab边刚进入磁场时的安培力小于线框重力，此时加速度大小,方向向下，线框做加速运动，因F增大，所以加速度减小，即线框做加速度减小的加速运动，其v-t图象如选项C所示；如果ab边刚进入磁场时的安培力大于线框重力，此时加速度大小,方向向上，线框做减速运动，因F减小，所以加速度减小，即线框做加速度减小的减速运动，直至匀速直线运动，其v-t图象如选项B所示；选项A表示t时刻以后线框做加速度增大的减速运动，是不可能的。
12.纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω.t＝0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是A．B．C．D．【答案】C【解析】只研究金属棒向右转动90°的一段过程即可：切割磁感线的有效长度L＝2Rsinωt，感应电动势E＝BLv＝BL(Lω)＝B(2Rsinωt)2ω＝2BR2ωsin2ωt，可见感应电动势应该按照三角函数的规律变化，可以排除A和B，再根据右手定则，金属棒刚进入磁场时电动势为正，可排除D，只有C正确．3.如图所示，等腰直角三角形OPQ区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为Ｂ，磁场区域的OP边在x轴上且长为L．纸面内一边长为L的单匝闭合正方形导线框（线框电阻为Ｒ）的一条边在x轴上，且线框在外力作用下沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t=0时该线框恰好位于图中所示的位置。
高考物理--电磁感应中的图像问题(练习)
第60课时电磁感应中的图像问题(题型研究课)[命题者说]电磁感应图像问题是高考常考题型，包括根据电磁感应过程判断图像的问题、根据图像求解电磁感应过程中相应物理量的问题、还有一些和图像相关的综合问题。
掌握这类问题，会大大提高学生分析判断图像、综合解决图像问题的能力，并对电磁感应知识达到更加深刻的理解。
(一)根据电磁感应过程分析、判断图像考法1导体切割磁感线运动涉及的图像[例1]如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是()考法2闭合回路中磁通量变化涉及的图像[例2]将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内。
回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。
用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是()[通法归纳]电磁感应图像的判断方法(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向。
(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图像变化相对应。
(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲、直是否和物理过程对应。
(4)推导出相应物理量的函数关系式，看图像与关系式是否对应。
[集训冲关]1.(2017·江西联考)如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)()2.(多选)(2017·渭南质检)如图所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图甲中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流i 随时间t 变化的图像如图乙所示。
电磁感应的图像问题含答案
电磁感应的图像问题一、单选题1.如下图所示，abcd是边长为L，每边电阻均相同的正方形导体线框,今维持线框以恒定的速度V沿z轴运动,并过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。
线框b点在O位置时开始计时,则在/ 2L时间内，a, b二点的电势差U随时间V2.如图所示,让闭合线圈abcd从高h处下落后,进入匀强磁场中,在bc边开始进入磁场,到ad边刚进入磁场的这一段时间内,表示线圈运动的v-t图象不可能是（）3 .如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L 和2L 的两只单匝闭合线框a 和b,以相同的水平速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域 中匀速地拉到磁场外,则在此过程中（）A.线框a 、b 中电流大小之比I a :1b =1:1B.线a 、b 中电流大小之比I a :1b =1:2C.线框a 、6中焦耳热之比Q a :Q b =1:2D.线框a 、6中焦耳热之比Q a :Q b =1:84.如图所示,光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分,O 点为圆弧 的圆心”为轨道交点。
两轨道之间宽度为0.5m,匀强磁场方向竖直向 上,大小为0.5T 。
质量为0.05kg 的金属细杆置于轨道上的M 点。
当 在金属细杆内通以电流强度为2A 的恒定电流时,其可以沿轨道由静 止开始向右运动。
已知MN=OP=1.0m,金属杆始终垂直轨道,OP 沿水平 方向，则（） B.A.A.金属细杆在水平段运动的加速度大小为5m/s2B.金属细杆运动至P点时的向心加速度大小为10m/s2C.金属细杆运动至P点时的速度大小为5m/sD.金属细杆运动至P点时对每条轨道的作用力大小为0.75N5.如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50cm, 金属导体棒ab质量为0.1kg,电阻为0.2。
，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8。
（导轨其余部分电阻不计）.现加上竖直向下的磁感应强度为0.2T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1N拉动ab,使其从静止开始运动，则（）A.导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向MB.导体棒ab运动的最大速度为10m/sC.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1V后保持不变D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R 的发热功率之和6.如图所示,A是一个边长为L的正方形导线框,每边电阻为r.现维持线框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域.U bc二九-@c,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则b、c 两点间的电势差随时间变化的图线应为（）二、多选题7.如图甲所示,水平放置的U形金属导轨宽度为25cm,其电阻不计。
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电磁感应中的图象问题--练习题 姓名：
1．一环形线圈放在均匀磁场中，设在第1 秒内磁感线垂直于线圈平面向内，如图甲所示。
若磁感强度B 随时间 t 变化的关系如图乙中实线所示，那么在第2 秒内线圈中感应电流的大小和方向是（ D ）
（A ） 逐渐增加, 逆时针方向 （B ） 逐渐减小 , 顺时针方向 （C ） 大小恒定, 顺时针方向 （D ） 大小恒定, 逆时针方向
2．一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图所示，较正确反映线圈中电流 i 与时间 t 关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（ B ）
3．如图所示的闭合直角三角形的导线框ABC 匀速通过匀强磁场，磁感强度方向垂直纸面向里，磁场区域宽为b ，长为a ，AC=a/2，BC ＜b 。
则线框从BC 边开始进入磁场到A 点离开磁砀的过程中，线框内感应电流如下列哪个图所示（ A ）
4．如图（甲）所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离L ，磁场方向垂直纸面向里．Abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为Ｌ．t=0时刻，bc 边与磁场区域边界重合，现令线圈以恒定的速度υ沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取顺时针方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i 随时间t 变化的图线可能是图（乙）中的（ Ｂ ）
5．一矩形线圈位于一随时间t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图（甲）所示．以i 表示线圈中的感应电流，以图中的线圈上所示方向的电流为正，则图（乙）中的i-t 图象正确的是（ Ａ ）
图（甲）
图
6．如图（甲）所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴Ｏ以角速度ω匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正方向，那么在图（乙）中能准确描述线框从下图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变
化情况的是（ Ａ ）
7. 如图所示，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向。
一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。
(以逆时针方向为电流的正方向)取它刚进入磁场的时刻t =0，在图所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（ C
）
8. 图中A 是一边长为L 的方形线框,电阻为R 。
以恒定的速度v 沿x 轴运动，并穿过匀强磁场B 区域。
若以x 轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点,
则磁场对线框的作用力F 随时间t 的变化图线为( B )
图
（甲）
图（乙）
Ｂ 图（甲）。