2022届高考物理二轮复习专题突破电磁感应图像问题 WORD版含答案.docx
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1、2022年高考物理二轮复习专题突破电磁感应图像问题一、单选题1如图甲所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁场区域在y轴方向足够宽,在x轴方向宽度为a。一直角三角形导线框 ABC ( BC 边的长度为a)从图示位置沿x轴向右匀速穿过磁场区域,下列关于 BC 两端的电势差 UBC 与线框移动的距离x的关系图象正确的是() ABCD2如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF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,在图乙中给出的线框EF两端的电压UEF与线框移动距离x的关系图象正确的是() ABCD3如图所示,三条平
2、行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系,以下可能正确的是() ABCD4在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,取线圈中磁场B的方向向上为正,当磁场中的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,下列图中能正确表示线圈中感应电流变化的图像是() ABCD5如图甲所示,矩形导线框abcd固定
3、在变化的磁场中,产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)若规定垂直纸面向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() ABCD6如图所示,在PO、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abcdefa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t0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域以abcdef为线框中的电动势的正方向,以下四个t关系示意图中正确的是() ABCD7如图甲所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,两磁场边界均与x轴垂直且
4、宽度均为L,在y轴方向足够宽。现有一高和底均为L的等腰三角形导线框,顶点a在y轴上,从图示x=0位置开始,在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中,线框bc边始终与磁场的边界平行。线框中感应电动势E大小、线框所受安培力F安大小、感应电流i大小、外力F大小这四个量分别与线框顶点a移动的位移x的关系图像中正确的是 () ABCD8如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内(宽度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速
5、直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是() ABCD9如图所示,正方形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场一个等腰直角三角形导体框abc与ABCD在同一平面内bc边与磁场的边界BC边在同一直线上,bc的长是BC长的一半,现让导体框匀速向右通过磁场区,速度方向始终平行于BC边设沿顺时针方向为感应电流的正方向,则在导体框穿过磁场区的过程中,导体框中产生的感应电流随时间变化关系图象正确的是 () ABCD10如图,EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界,其中EOEO,
6、FOFO,且EOOF;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的正方形导线框沿OO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,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是() ABCD11如图所示,在直线XY左右两边有方向垂直纸面向内和向外的匀强磁场,磁感应强度都为0.3T。半径为0.1m,顶角为90的两个扇形组成的回路,以200rad/s的角速度绕O点在纸面内顺时针方向转动。设回路的电阻为0.4,规定电流沿ABCDA流动时为正,=XOB,下列关于回路中电流I与的图像正确的是() ABCD12如图所示,正方形导线框abcd
7、和菱形MNPQ在同一水平面内,abMNMPL,abNQ,N位于ab的中点,菱形区域存在方向竖直向上的匀强磁场,使线框从图示位置沿NQ方向匀速穿过菱形区域,规定电流逆时针为正,则线框中的电流i随位移x变化的图象可能是() ABCD13图虚线上方空间有匀强磁场,扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度匀速转动,线框中感应电流方向以逆时针为正,则能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是() ABCD14如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上从t=0开始,使导线框从图示位置开
8、始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域用I表示导线框中的感应电流(以逆时针方向为正),则下列表示I-t关系的图线中,正确的是() ABCD15如图所示,正方形导线框abcd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,t0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)() ABCD16如图所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2L,高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域
9、,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流-位移(I-x)关系的是() ABCD17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,左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框,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沿逆时针方向为正方向,线框刚进入磁场区域时感应电流大小为i0,直角边长为L。其感应电流i随位移x变化的图象正确的是() ABCD18如图所示,有一个边界为正三角形的匀强磁场区域,边长为a,磁感应强度方向垂直纸面向里,一个导体矩形框的长为 32a ,宽为 a2 ,平行于纸面沿着磁场区域的轴线
10、匀速穿越磁场区域,导体框中感应电流的正方向为逆时针方向,以导体框刚进入磁场时为t0时刻,则导体框中的感应电流随时间变化的图象是() ABCD二、综合题19电磁感应式无线充电系统原理如图(a)所示,给送电线圈中通以变化的电流,就会在邻近的受电线圈中产生感应电流,从而实现充电器与用电装置之间的能量传递某受电线圈的匝数n= 50匝,电阻r=1.0,c、d两端接一阻值R=9.0的电阻,当送电线圈接交变电流后,在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场,其磁通量随时间变化的规律如图(b)所示求(结果保留2位有效数字)(1)t1到t2时间内,通过电阻R的电荷量; (2)在一个周期内,电阻R产生的热量 20如图
11、甲所示,ACD是固定在水平面上的半径为2r,圆心为O的金属半圆弧导轨,EF是半径为r、圆心也为O的半圆弧,在半圆弧EF与导轨ACD之间的半圆环区域内存在垂直导轨平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,B随时间t变化的图像如图乙所示。OA间接有电阻P,金属杆OM可绕O点转动,M端与轨道接触良好,金属杆OM与电阻P的阻值均为R,其余电阻不计。(1)0-t0时间内,OM杆固定在与OA夹角为 1=3 的位置不动,求这段时间内通过电阻P的感应电流大小和方向; (2)t02t0时间内,OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动,2t0时转过角度 2=3 到OC位置,求电阻P在这段时间内产生的焦耳热Q; (
12、3)2t03t0时间内,OM杆仍在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动,3t0时转到OD位置,若2t0时匀强磁场开始变化,使得2t03t0时间内回路中始终无感应电流,求B随时间t变化的关系式,并在图乙中补画出这段时间内的大致图像。 答案与解析1【答案】B【考点】电磁感应与图象【解析】【解答】在0-a内,导体棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv感应电流 I=ER=BLvR方向沿逆时针,有效长度L均匀变大,感应电流I均匀变大,BC两端的电压UBC=IR,则随着I均匀增大,UBC均匀增大,且B的电势高于C点的电势,UBC0在a-2a内,有效长度L均匀变大,感应电流均匀变大,方向沿顺时针,故UBC均匀增
13、大,且B的电势低于C点的电势,UBC0B符合题意,ACD不符合题意。故答案为:B。【分析】利用动生电动势的表达式结合有效长度的变化可以判别电流的大小变化;结合再利用欧姆定律可以判别BC两端电压的变化。2【答案】D【考点】电磁感应与图象【解析】【解答】由楞次定律判断可知,在线框穿过磁场的过程中,E的电势始终高于F电势,则UEF为正值;EF和CD边切割磁感线时产生的感应电动势为EBav,在0a内,EF切割磁感线,EF的电压是路端电压,则UEF=34E=34Bav ;在a2a内,线框完全在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有变化,不产生感应电流,则UEFEBav;在2a3a内,E、F两端的电压等于路端电
14、压的 14 ,则UEF=14E=14 BavD符合题意故答案为:D【分析】利用导线切割磁场可以求出电动势的大小,结合欧姆定律可以求出EF两端电压的大小。3【答案】A【考点】电磁感应与图象【解析】【解答】线圈在进入磁场的过程中,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿逆时针方向,为正值,在通过两个磁场的分界线时,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿顺时针方向,为负值,线圈出磁场的过程中,根据楞次定律知,感应电流的方向为逆时针,为正值,BC不符合题意;设BD=L在线圈进入磁场一半的过程中,切割的有效长度均匀增大,感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,当BD刚进入磁场时,感应电流最大为 I1=BLvR=i
15、0 ,在线圈进入磁场全部过程中,切割的有效长度均匀减小,感应电动势均匀减小,则感应电流均匀减小至零;线圈通过两个磁场的分界线时,切割的有效长度先均匀增大,感应电流均匀增大,当BD通过磁场分界线时,感应电流最大为 I2=2BLvR=2i0 ,后均匀减小至零;在线圈出磁场一半的过程中,在线圈全部出磁场的过程中,切割的有效长度先均匀增大后均匀减小,感应电流先均匀增大后均匀减小,此过程感应电流最大为 I3=BLvR=i0 ,A符合题意D不符合题意故答案为:A【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向;结合动生电动势及欧姆定律可以判别电流大小的变化。4【答案】A【考点】电磁感应与图象【解析】【解答】在0
16、- T2 s内,根据法拉第电磁感应定律, Ent=4nB0ST 根据楞次定律,感应电动势的方向与图示箭头方向相反,为负值; 在 T2 -T内,根据法拉第电磁感应定律, E=nt=8nB0ST=2E ,所以感应电流是之前的2倍再根据楞次定律,感应电动势的方向与图示方向相反,为负值A符合题意,BCD不符合题意故答案为:A【分析】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律 E=nt=nBSt ,再掌握闭合电路欧姆定律,并会根据楞次定律判断感应电动势的方向;解题时要把研究过程分成两段分别判断5【答案】D【考点】电磁感应与图象【解析】【解答】AB.由题图乙可知,0t1内,线圈中的电流的大小与方向都不变,根据法
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