高考物理一輪復習專題1_8（課件試題）（打包16套）.zip,高考,物理,一輪,復習,專題,_8,課件,試題,打包,16 　電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路和圖象問題 一、單項選擇題 1. (2016·江蘇南京模擬)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(yīng)強度隨時間均勻變化時,在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,則a、b兩點間的電勢差為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.12E B.13E C.23E D.E 解析大金屬環(huán)相當于電源,a、b兩點間的電勢差等于路端電壓,而小金屬環(huán)電阻占電路總電阻的13,故Uab=13E,B正確。 答案B 2.(2016·廣東江門模擬)如圖所示,螺線管匝數(shù)n=1 500,橫截面積S=20 cm2,螺線管導線電阻r=1 Ω,電阻R=4 Ω,磁感應(yīng)強度B隨時間變化的B-t圖象如圖所示(以向右為正方向),下列說法正確的是(　　) A.電阻R的電流方向是從A到C B.感應(yīng)電流的大小逐漸增大 C.電阻R兩端的電壓為6 V D.C點的電勢為4.8 V 解析從題圖可知磁通量在逐漸增大,根據(jù)楞次定律可得通過R的電流方向為從C到A,A錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有E=nΔΦΔt=nSΔBΔt=1 500×0.002×6-22 V=6 V,而感應(yīng)電流大小為I=ER+r=64+1 A=1.2 A,B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有U=IR=1.2×4 V=4.8 V,C錯誤;因為A端接地,電壓為零,所以C端的電勢為4.8 V,D正確。 答案D 3. 如圖所示,豎直平面內(nèi)有一粗細均勻的金屬環(huán),其半徑為a,總電阻為2r,磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面,環(huán)的最高點A處用鉸鏈連接長度為2a、電阻為r的導體棒AB,AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下,當擺到豎直位置時,B點的線速度為v,則此時A、B兩端的電壓大小為(　　) A.13B0av B.16B0av C.23B0av D.B0av 解析棒擺到豎直位置時整根棒處在勻強磁場中,切割磁感線的長度為2a,導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=B0·2a·v,而v=vA+vB2,得E=B0·2a·0+v2=B0av。此時外電路的總電阻R=r2,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=ER+r,得總電流I=2B0av3r,A、B兩端的電壓大小U=IR=2B0av3r·r2=13B0av,選項A正確。 答案A 4.(2016·河北唐山模擬) 如圖甲所示,矩形導線框abcd固定在變化的磁場中,產(chǎn)生了如圖乙所示的電流(電流方向沿abcda為正)。若規(guī)定垂直紙面向里的方向為磁場正方向,則能夠產(chǎn)生上述電流的磁場為(　　) 解析由題圖乙可知,0~t內(nèi),線圈中的電流的大小與方向都不變,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,線圈中的磁通量的變化率相同,故0~t內(nèi)磁感應(yīng)強度與時間的關(guān)系是一條斜線。又由于0~t時間內(nèi)電流的方向為正,由楞次定律可知,電路中感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里,所以可能是向里的磁場減小,或向外的磁場增大;同理,在t~2t的時間內(nèi),可能是向里的磁場增大,或向外的磁場減小。綜上所述,只有選項D正確。 答案D 5. (2016·河南三市聯(lián)考)如圖所示,在平面直角坐標系xOy的第一、三象限內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁場,二者磁感應(yīng)強度相同,圓心角為90°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在坐標平面內(nèi)沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。規(guī)定圖示時刻t=0,導線框中感應(yīng)電流逆時針方向為正。則關(guān)于該導線框在轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t的變化圖象,下列選項正確的是(　　) ?導學號17420360? 解析線框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由E=12BL2ω知,感應(yīng)電動勢大小為一定值,則感應(yīng)電流大小不變,故B、D錯誤;在T2~34T內(nèi),由楞次定律判斷可知線框中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向,為正,故A正確,C錯誤。 答案A 6.將一段導線繞成圖甲所示的閉合回路,并固定在水平面(紙面)內(nèi)?；芈返腶b邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中,回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時間t變化的圖象是(　　) 解析0~T2時間內(nèi),回路中產(chǎn)生順時針方向、大小不變的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向左,T2~T時間內(nèi),回路中產(chǎn)生逆時針方向、大小不變的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向右,故B正確。 答案B 二、多項選擇題 7. (2016·廣東廣州模擬)如圖所示,在垂直紙面的正方形勻強磁場區(qū)域內(nèi),有一位于紙面且電阻均勻的正方形導體框abcd,現(xiàn)將導體框分別朝兩個方向以v、3v速度勻速拉出磁場,則導體框分別從兩個方向移出磁場的過程中(　　) A.導體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同 B.導體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同 C.導體框ad邊兩端電勢差相同 D.通過導體截面的電荷量相同 解析由右手定則可知兩種情況導體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,A項正確;熱量Q=I2Rt=BlvR2R×lv=B2l3vR,導體框產(chǎn)生的焦耳熱與運動速度有關(guān),B項錯誤;電荷量q=It=BlvR×lv=Bl2R,電荷量與速度無關(guān),即兩種速度下電荷量相同,D項正確;以速度v拉出時,Uad=14Blv,以速度3v拉出時,Uad=34Bl·3v,C項錯誤。 答案AD 8. 如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置,間距為l=1 m,cd間、de間、cf間分別接著阻值R=10 Ω的電阻。一阻值R=10 Ω的導體棒ab以速度v=4 m/s勻速向左運動,導體棒與導軌接觸良好。導軌所在平面存在磁感應(yīng)強度大小B=0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法中正確的是(　　) A.導體棒ab中電流的流向為由b到a B.cd兩端的電壓為1 V C.de兩端的電壓為1 V D.fe兩端的電壓為1 V 解析由右手定則可知ab中電流方向為a→b,A錯誤。導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv,ab為電源,cd間電阻R為外電路負載,de和cf間電阻中無電流,de和cf間無電壓,因此cd和fe兩端電壓相等,即U=E2R×R=Blv2=1 V,B、D正確,C錯誤。 答案BD 9. (2016·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),在第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(yīng)電流為正,則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下列選項中的(　　) ?導學號17420361? 解析在從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(yīng)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;從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bc、cd、da三條邊的電阻,并逐漸減小。ab邊出磁場后,cd邊開始切割,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ab邊的電阻,并逐漸減小,故C錯誤,D正確。 答案AD 10.(2016·湖北七市(州)聯(lián)考) 在絕緣的水平桌面上有MN、PQ兩根平行的光滑金屬導軌,導軌間的距離為l。金屬棒ab和cd垂直放在導軌上,兩棒正中間用一根長l的絕緣細線相連。棒ab右側(cè)有一直角三角形勻強磁場區(qū)域,磁場方向豎直向下,三角形的兩條直角邊長均為l,如圖所示。從圖示位置在棒ab上加水平拉力,使金屬棒ab和cd向右勻速穿過磁場區(qū),則金屬棒ab中感應(yīng)電流i和絕緣細線上的張力大小F隨時間t變化的圖象可能正確的是(規(guī)定金屬棒ab中電流方向由a到b為正)(　　) 解析ab向右運動,切割磁感線,由右手定則可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從b到a(電流為負)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導體棒切割磁感線的有效長度逐漸增大,所以感應(yīng)電流I隨時間變化圖象,A可能正確;B一定錯誤;在ab切割磁感線運動過程中,由于cd沒有進入磁場中,不受安培力作用,在0~t0時間內(nèi),絕緣細線中張力F等于零,在cd進入磁場區(qū)域切割磁感線運動時,受到安培力作用,絕緣細線中張力F=BIl=B2l2vR=B2(vt)2vR=B2v3t2R,絕緣細線中張力F隨時間變化圖象C圖可能正確,D圖一定錯誤。 答案AC 11. 如圖所示,邊長為L、不可形變的正方形導線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場區(qū)域,其磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系為B=kt(常量k>0)?；芈分谢瑒幼冏杵鱎的最大阻值為R0,滑片P位于滑動變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=R02。閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為U,不考慮虛線MN右側(cè)導體的感應(yīng)電動勢,則(　　) A.R2兩端的電壓為U7 B.電容器的a極板帶正電 C.滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍 D.正方形導線框中的感應(yīng)電動勢為kL2 解析由法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt=nΔBΔtS有E=kπr2,D錯誤;因k>0,由楞次定律知線框內(nèi)感應(yīng)電流沿逆時針方向,故電容器b極板帶正電,B錯誤;由題圖知外電路結(jié)構(gòu)為R2與R的右半部并聯(lián),再與R的左半部、R1相串聯(lián),故R2兩端電壓U2=R02×12R0+R02+R02×12U=U7,A正確,設(shè)R2消耗的功率為P=IU2,則R消耗的功率P'=2I×2U2+IU2=5P,故C正確。 答案AC 三、非選擇題 12. 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,可在導軌上無摩擦地滑動,垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1 T?，F(xiàn)ab桿以恒定速度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,求: (1)R2的阻值。 (2)R1與R2消耗的電功率分別為多少? (3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大? ?導學號17420362? 解析(1)由題意知,ab桿相當于電源,由于內(nèi)外功率相等,則內(nèi)外電阻相等, 6×R26+R2=2,解得R2=3 Ω。 (2)電動勢E=BLv=1×1×3 V=3 V, 總電流I=ER總=34 A=0.75 A, 路端電壓U=IR外=0.75×2 V=1.5 V, R1消耗的電功率P1=U2R1=1.526 W=0.375 W, R2消耗的電功率P2=U2R2=1.523 W=0.75 W。 (3)ab桿受的安培力F安=ILB=0.75×1×1 N=0.75 N。 因為ab桿勻速運動,所以ab桿受的外力大小F=F安=0.75 N。 答案(1)3 Ω　(2)0.375 W　0.75 W　(3)0.75 N 13.(2016·福建福州模擬)在周期性變化的勻強磁場中有一圓形閉合線圈,線圈平面與磁場垂直,如圖甲所示,規(guī)定圖中磁場方向為正。已知線圈的半徑為r、匝數(shù)為N,總電阻為R,磁感應(yīng)強度的最大值為B0,變化周期為T,磁感應(yīng)強度按圖乙所示規(guī)律變化。求: (1)在0~T6內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1的大小。 (2)規(guī)定甲圖中感應(yīng)電流的方向為正方向,在圖丙中畫出一個周期內(nèi)的i-t圖象,已知I0=3πr2NB0RT。 (3)在一個周期T內(nèi)線圈產(chǎn)生的電熱Q。?導學號17420363? 解析(1)在0~T6內(nèi)感應(yīng)電動勢E1=NΔΦ1Δt1, 磁通量的變化ΔΦ1=B0πr2, 解得E1=6πNr2B0T, 線圈中感應(yīng)電流大小I1=E1R=6πNr2B0RT。 (2)根據(jù)楞次定律可知,0~T6時間內(nèi)感應(yīng)電流為正,大小為2I0;在T6~T2時間內(nèi),感應(yīng)電流為負,大小為I2=E2R,E2=NΔΦ2Δt2,所以I2=I0;同理可得出在T2~5T6時間內(nèi)和5T6~T時間內(nèi)的電流,其變化規(guī)律見圖。 (3)在0~T6和5T6~T兩個時間段內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,有Q1=Q3=I12R·T6, 在T6~5T6時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2=I22R·4T6, 一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量 Q=Q1+Q2+Q3=18(πNr2B0)2RT。 答案(1)6πNr2B0RT　(2)圖象見解析　(3)18(πNr2B0)2RT 9