(完整版)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