【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应中的图像问题课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应中的图像问题课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应中的图像问题 课时作业 ‎1.(多选)(2018·安徽省宿州市三模)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的平面垂直，磁感应强度B随时间变化的规律如图1所示，规定垂直纸面向里为磁场正方向，顺时针方向为感应电流正方向，水平向右为ad边所受安培力F的正方向.下列图象正确的是(　　)‎ 图1‎ ‎2.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绕过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2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象可能正确的是(　　)‎ 图2‎ ‎3.(多选)(2018·湖南省怀化市博览联考)如图3所示，一个“日”字形金属框架竖直放置，AB、CD、EF边水平且间距均为L，阻值均为R ‎，框架其余部分电阻不计.水平虚线下方有一宽度为L的垂直纸面向里的匀强磁场.释放框架，当AB边刚进入磁场时框架恰好匀速，从AB边到达虚线至线框穿出磁场的过程中，AB两端的电势差UAB、AB边中的电流I(设从A到B为正)随位移x变化的图象正确的是(　　)‎ 图3‎ ‎4.(2018·辽宁省沈阳郊联体联考)如图4所示，等离子气流(由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，由于线圈A中加入变化的磁场，导线ab和导线cd在0～2s内相互排斥，2～4s内相互吸引，规定向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是下列图中的(　　)‎ 图4‎ ‎5.(多选)(2018·四川省泸州市一检)如图5甲所示，abcd 是匝数为100、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.导线圈中产生的是交变电流 B.在t＝2.5s时导线圈产生的感应电动势为1V C.在0～2s内通过导线横截面的电荷量为20C D.在t＝1s时，导线圈内电流的瞬时功率为10W ‎6.(2019·湖北省宜昌一中月考)将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM＝ON＝R，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于如图6所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B.从t＝0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿ONM方向的电流为正，则导线框中的电流i随时间t的变化规律正确的是(　　)‎ 图6‎ ‎7.如图7甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻为R的定值电阻，电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且棒两端始终与导轨接触良好，其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.t＝0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过定值电阻R的电荷量q随时间的平方t2变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是(　　)‎ 图7‎ 答案精析 ‎1.BD　[导线框中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率.由题图可知0～1s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，由楞次定律结合安培定则可知感应电流沿逆时针方向，因而是负值，由于磁场均匀变化，所以产生的感应电流恒定，同理，可分析出在1～4s内感应电流的变化情况，故A错误，B正确；0～1s时间内，ad边感应电流方向向下，ad边所受的安培力F＝BIL，根据左手定则得安培力方向向右，为正值，由于B随时间均匀增大，I不变，所以安培力F随时间t均匀增大，同理，可分析出1～4s时间内ad边所受安培力的变化情况，故C错误，D正确.]‎ ‎2.C　[设经时间t导体杆转过的角度为α，则α＝ωt，由图可知此时导体杆的有效切割长度为l＝2Rsinωt，由法拉第电磁感应定律可知，E＝Bl＝B·2Rsinωt·ωRsinα＝2BωR2sin2ωt，则选项C正确.]‎ ‎3.AC　[0～L过程中，此时AB相当于内阻为R为电源，B为电源正极，电势较高，AB两端的电势差为路端电压，设为－U，‎ 此时由闭合电路欧姆定律有：I＝，U＝I·R＝，‎ 其中E为电源电动势，I为电路总电流；‎ L～2L过程中，CD相当于内阻为R的电源，‎ 此时UBA＝E－IR＝E＝U，所以UAB＝－U；‎ ‎2L～3L过程中，EF相当于内阻为R为电源，‎ 此时UBA＝E－IR＝E＝U，所以UAB＝－U，‎ 则A图象符合，A项正确，B项错误；‎ ‎0～L过程中，因为AB边刚进入磁场时框架恰好匀速，‎ 由受力平衡可知，电流方向从A到B，‎ 此时电流I1＝＝；‎ L～2L过程中，CD相当于内阻为R的电源，电流方向从B到A，‎ 此时电流I2＝－I1＝－；‎ ‎2L～3L过程中，EF相当于内阻为R的电源，电流方向从B到A，‎ 此时电流I3＝－I1＝－，‎ 则C图象符合，C项正确，D项错误.]‎ ‎4.B　[等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，由左手定则可得正电荷向上偏转，负电荷向下偏转，上板带正电，下板带负电，且能在导线ab中形成稳定的电流，电流方向由a到b，导线ab和cd在0～2s内相互排斥，2～4s内相互吸引，则0～2s内cd中的电流方向由d到c,2～4s内cd中的电流方向由c到d，根据楞次定律判断，知B正确，A、C、D错误.]‎ ‎5.ACD　[在0～2s内，磁感应强度变化率为＝1T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1＝nS＝100×0.12×1V＝1V，感应电流方向为逆时针方向；在2～3s内，磁感应强度变化率大小为＝2T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2＝nS＝100×0.12×2V＝2V，感应电流方向为顺时针方向.导线圈中产生的感应电流为方波交变电流，选项A正确；在t＝2.5s时，产生的感应电动势为E2＝2V，选项B错误；在0～2s内，感应电流I＝＝10A，通过导体横截面的电荷量为q＝IΔt＝20C，选项C正确；在t＝1s时，导线圈内感应电流的瞬时功率P＝UI＝I2R＝102×0.1W＝10W，选项D正确.]‎ ‎6.B　[在0～t0时间内，导线框从题图所示位置开始(t＝0)转过90°的过程中，产生的感应电动势为E1＝Bω·R2，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为I1＝＝，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向(沿ONM方向).在t0～2t0时间内，导线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向).回路中产生的感应电动势为E2＝Bω·R2＋·2Bω·R2＝BωR2＝3E1；感应电流为I2＝3I1.在2t0～3t0时间内，导线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向(沿ONM方向)，回路中产生的感应电动势为E3＝Bω·R2＋·2Bω·R2＝Bω·R2＝3E1；感应电流为I3＝3I1，在3t0～4t0时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向顺时针方向(沿OMN方向)，回路中产生的感应电动势为E4＝Bω·R2，回路电流为I4＝I1，故B正确，A、C、D错误.]‎ ‎7.C　[设金属导轨间的距离为l，金属棒沿导轨向上运动的位移为x，由题图乙可得q＝t＝＝kt2，x＝t2，故金属棒做匀加速直线运动，B错误；由Φ＝Bl 可知，A错误；回路中的电流I＝t，由牛顿第二定律有F－mgsinθ－BIl＝ma，故有F＝t＋mgsinθ＋ma，C正确，D错误.]‎