2022屆高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 題型探究課（一） 電磁感應中的電路和圖象問題題型專練 新人教版

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1、2022屆高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 題型探究課（一） 電磁感應中的電路和圖象問題題型專練 新人教版 1．如圖所示是兩個互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域．當磁感應強度隨時間均勻變化時，在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢為E，則a、b兩點間的電勢差為(　　) A.E　　　　　　　　　　　 B.E C.E D．E 解析：選B.a、b間的電勢差等于路端電壓，而小環(huán)電阻占電路總電阻的，故Uab＝E，B正確． 2．如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈的面積S＝200 cm2，線圈的電阻r＝1 Ω，線圈外接一個阻值R＝4 Ω的電

2、阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法中正確的是(　　) A．線圈中的感應電流方向為順時針方向 B．電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大 C．線圈電阻r消耗的功率為4×10－4 W D．前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4×10－4 C 解析：選C.由楞次定律，線圈中的感應電流方向為逆時針方向，選項A錯誤；由法拉第電磁感應定律，產(chǎn)生的感應電動勢恒定為E＝＝0.1 V，電阻R兩端的電壓不隨時間變化，選項B錯誤；回路中電流I＝＝0.02 A，線圈電阻r消耗的功率為P＝I2r＝4×10－4 W，選項C正確；前4 s內(nèi)通過R的電荷量為q＝It＝0

3、.08 C，選項D錯誤． 3. 如圖所示，PN與QM兩平行金屬導軌相距1 m，電阻不計，兩端分別接有電阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab桿的電阻為2 Ω，在導軌上可無摩擦地滑動，垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應強度為1 T．現(xiàn)ab以恒定速度v＝3 m/s勻速向右移動，這時ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等．則(　　) A．R2＝6 Ω B．R1上消耗的電功率為0.75 W C．a(chǎn)、b間電壓為3 V D．拉ab桿水平向右的拉力為0.75 N 解析：選D.桿ab消耗的功率與R1、R2消耗的功率之和相等，則＝Rab.解得R2＝3 Ω，故A錯誤；E＝Blv＝3 V

4、，則Iab＝＝0.75 A，Uab＝E－Iab·Rab＝1.5 V，PR1＝＝0.375 W，故B、C錯誤；F拉＝F安＝BIab·l＝0.75 N，故D正確． 4．(高考全國卷Ⅰ)如圖甲，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖乙所示．已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是(　　) 解析：選C.由題圖乙可知在cd間不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時間段內(nèi)線圈ab中的磁場是均勻變化的，則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項A、B、D錯誤，選項C正確． 5．(201

5、5·高考安徽卷)如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計，已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成θ角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)．則(　　) A．電路中感應電動勢的大小為 B．電路中感應電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的熱功率為 解析：選B.金屬桿的運動方向與金屬桿不垂直，電路中感應電動勢的大小為E＝Blv(l為切割磁感線的有效長度)，選項A錯誤；電路中感應電流的大小為I＝＝＝，選項B正確；金屬桿所受

6、安培力的大小為F＝BIl′＝B··＝，選項C錯誤；金屬桿的熱功率為P＝I2R＝·＝，選項D錯誤． 6. (多選)(2018·江西新余模擬)如圖所示，在坐標系xOy中，有邊長為L的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點a位于坐標原點O處．在y軸的右側(cè)，在Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行．t＝0時刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a方向的感應電流為正，則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下圖中的(　　

7、) 解析：選AD.在d點運動到O點過程中，ab邊切割磁感線，根據(jù)右手定則可以確定線框中電流方向為逆時針方向，即正方向，電動勢均勻減小到0，則電流均勻減小到0；然后cd邊開始切割磁感線，感應電流的方向為順時針方向，即負方向，電動勢均勻減小到0，則電流均勻減小到0，故A正確、B錯誤；d點運動到O點過程中，ab邊切割磁感線，ab相當于電源，電流由a到b，b點的電勢高于a點，ab間的電勢差Uab為負值，大小等于電流乘以bc、cd、da三條邊的電阻，并逐漸減??；ab邊出磁場后，cd邊開始切割磁感線，cd邊相當于電源，電流由b到a，ab間的電勢差Uab為負值，大小等于電流乘以ab邊的電阻，并逐漸減小

8、，故C錯誤、D正確． 7．(多選)如圖所示，一金屬棒AC在勻強磁場中繞平行于磁感應強度方向的軸(過O點)勻速轉(zhuǎn)動，OA＝2OC＝2L，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里，金屬棒轉(zhuǎn)動的角速度為 ω、電阻為r，內(nèi)、外兩金屬圓環(huán)分別與C、A良好接觸并各引出一接線柱與外電阻R相接(沒畫出)，兩金屬環(huán)圓心皆為O且電阻均不計，則(　　) A．金屬棒中有從A到C的感應電流 B．外電阻R中的電流為I＝ C．當r＝R時，外電阻消耗功率最小 D．金屬棒AC間電壓為 解析：選BD.由右手定則可知金屬棒相當于電源且A是電源的正極，即金屬棒中有從C到A的感應電流，A錯誤；金屬棒轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢為E

9、＝Bω(2L)2－BωL2＝，即回路中電流為I＝，B正確；由電源輸出功率特點知，當內(nèi)、外電阻相等時，外電路消耗功率最大，C錯誤；UAC＝IR＝，D正確． 8．上海世博會某國家館內(nèi)，有一“發(fā)電”地板，利用游人走過此處，踩踏地板發(fā)電．其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖甲所示，裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，緊固在與地板相連的塑料圓筒P上．磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布，圖乙為橫截面俯視圖．輕質(zhì)地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復位彈簧(圖中只畫出其中的兩個)．當?shù)匕迳舷峦颠\動時，便能發(fā)電．若線圈所在位置磁感應強度大小為B，線圈的總電阻為R0，現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電．為

10、了便于研究，將某人走過時地板發(fā)生的位移—時間變化的規(guī)律簡化為圖丙所示．(取地板初始位置x＝0，豎直向下為位移的正方向，且彈簧始終處在彈性限度內(nèi)．) (1)取圖乙中逆時針方向為電流正方向，請在圖丁所示坐標系中畫出線圈中感應電流i隨時間t變化的圖線，并標明相應縱坐標．要求寫出相關(guān)的計算和判斷過程； (2)t＝時地板受到的壓力； (3)求人踩踏一次地板所做的功． 解析：(1)0～t0時間，地板向下做勻速運動， 其速度v＝， 線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢 e＝nB·2πrv＝， 感應電流i＝＝； t0～2t0時間，地板向上做勻速運動， 其速度v＝， 線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢 e＝－nB·2πrv＝－， 感應電流i＝＝－； 圖線如圖所示． (2)t＝時，地板向下運動的位移為，彈簧彈力為，安培力F安＝nBi·2πr＝2nBiπr，由平衡條件可知，地板受到的壓力F＝2kx0＋. (3)由功能關(guān)系可得人踩踏一次地板所做的功 W＝2i2(R＋R0)t0＝. 答案：(1)見解析　(2)2kx0＋ (3)