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1、欢迎下载。 1 / 10 高考物理一轮复习第10 章电磁感应第三节电磁感应中的电路 和图象问题达标诊断高效训练练习 , ( 建议用时：60分钟) 一、单项选择题 1.(2018 江苏淮安模拟 ) 如图所示， a、b、c、d 为导体圆 环的四等分点，圆环的半径为R，一匀强磁场垂直于圆环 平面，且磁场的磁感应强度随时间变化的规律满足Bkt ， 则 a、b 两点间的电压为 ( ) A0 B kR2 4 C. D kR2 解析：选 A.根据法拉第电磁感应定律，有： EnnS nR2k 感应电流为： I E r总 则 a、b 两点间的电压为： Uab Eab Irab I nR2k 0. 2(2018市
2、三校联考 ) 如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区 欢迎下载。 2 / 10 域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框，由位置1( 左) 沿 纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点 (t 0) ，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中 电流与时间关系的是 ( ) 解析：选A.线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得 知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电 流 i 应为正方向，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切 割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增 大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程
3、，磁通量不变，没有感应电 流产生线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知 感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i 应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv， 可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误 3(2018湖北孝感高级中学调考) 如图甲所示，水平面上的不平行导 轨 MN 、PQ上放着两根光滑导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住；开 始时匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B 随时间t的变化如图乙所 示则以下说法正确的是( ) A在 t0 时刻，导体棒 ab 中无感应电流 B在 t0 时刻，导体棒 ab 所受安培力方向水平向
4、左 C在 0t0 时间内，回路中电流方向是acdba D在 0t0 时间内，导体棒 ab 始终静止 解析：选 C.由题图乙所示图象可知，0 到 t0 时间内，磁场向里，磁感 应强度B 均匀减小，线圈中磁通量均匀减小，由法拉第电磁感应定律 欢迎下载。 3 / 10 得知，回路中产生恒定的感应电动势，形成恒定的电流由楞次定律 可得出电流方向沿acdba，在 t0 时刻导体棒 ab 中感应电流不为零，故 A 错误，C 正确；在 t0 时刻 B0，根据安培力公式FBIL 知此时 ab 和 cd 都不受安培力，故B错误；在 0t0 时间内，根据楞次定律可知 ab 受力向左， cd 受力向右，由于cd 所
5、受的安培力比ab 的安培力大， 所以 ab 将向右运动，故 D错误 4(2018河北定州中学月考)如图所示，匀强磁场中固定的金属框架 ABC ，导体棒 DE 在框架 ABC上沿图示方向匀速平移，框架和导体材料 相同，接触电阻不计，则( ) A电路中感应电流保持一定 B电路中的磁通量的变化率一定 C电路中的感应电动势一定 DDE棒受到的拉力一定 解析：选A.根据法拉第电磁感应定律得知，电路中磁通量的变化率等 于回路中产生的感应电动势，而感应电动势EBLv，B、v 不变，有效 切割的长度L 增加，则电路中磁通量的变化率和感应电动势都增加， 故 B、C错误；设金属框架的电阻率为，截面积为 S，导体棒
6、 DE从 B 点开始运动的时间为t，ABC 2，则回路中产生的感应电动势为E 2Bvt tan v 回路的电阻R；电路中感应电流的大小I ， B、S、v 均不变，则I 不变，故A 正确DE杆所受的磁场力的大小FBIL BI2vt tan 随着时间 t 的延长而增大，故D错误 5.(2018 淮北一中模拟 ) 用一根横截面积为S、电阻率为 的硬质导线 欢迎下载。 4 / 10 做成一个半径为r 的圆环， ab 为圆环的一条直径如图 所示，在 ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆 环所在平面，磁感应强度大小随时间变化的关系为BB0 kt ，其中磁感应强度的初始值B0 方向垂直纸面向里， k
7、0，则( ) A. 圆环中产生逆时针方向的电流 B圆环具有扩张且向右运动的趋势 C圆环中感应电流的大小为 krS 4 D图中 a、b 两点间的电势差 Uab 1 2kr2 解析：选C.磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，圆环中 的感应电流方向为顺时针，故A 错误；由楞次定律的“来拒去留”可 知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张且向左运动的趋势，故B 错 误；由法拉第电磁感应定律可知，E，线圈电阻R，感应电 流的大小为I ，故 C 正确；由闭合电路欧姆定律可知，ab 两点间的 电势差为 Uab ，故 D错误 二、多项选择题 6(2018温州中学模拟 ) 如图所示，边长为L、不可形变的正方
8、形导 线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间 t 的变化 关系为 Bkt( 常量 k0) 回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0 ，滑 动片 P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2. 闭合开关 S，电 压表的示数为 U，不考虑虚线 MN 右侧导体的感应电动势，则( ) AR2两端的电压为 U 7 B电容器的 a 极板带正电 欢迎下载。 5 / 10 C滑动变阻器 R的热功率为电阻R2的 5 倍 D正方形导线框中的感应电动势为kL2 解析：选 AC.由法拉第电磁感应定律EnnS 有 Ekr2 ，D 错误； 因 k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b 极 板带
9、正电， B 错误；由题图知外电路结构为R2与 R 的右半部并联，再 与 R的左半部、 R1相串联，故 R2两端电压 U2U，A正确；设 R2消 耗的功率为PIU2，则 R 消耗的功率P2I 2U2 IU25P，故 C 正确 7(2018甘肃兰州一中月考)如图所示，竖直面内有一个闭合导线框 ACDE( 由细软导线制成 ) 挂在两固定点A、D 上，水平线段AD为半圆的 直径，在导线框的E 处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线 处于绷紧状态在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸 面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为r ，圆的半径为R，在将导 线上的 C点以恒定角速度 (相对圆心 O)
10、从 A 点沿圆弧移动的过程中， 若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是( ) A在 C从 A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向 先逆时针，后顺时针 B在 C从 A 点沿圆弧移动到图中ADC 30位置的过程中，通过导 线上 C点的电量为 3BR2 2r C当 C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大 D在 C 从 A 点沿圆弧移动到D 点的过程中，导线框中产生的电热为 B2R4 2r 解析：选 ABD.在 C从 A 点沿圆弧移动到D点的过程中，磁场不变，导 欢迎下载。 6 / 10 体框在磁场中面积先增大后变小，则磁通量先增大后变小，根据楞次 定律可知
11、电流先逆时针后顺时针，故A正确；由电流定义式I ，闭合 电路的欧姆定律I ，法拉第电磁感应定律En，可得： Q n，则通 过导线上 C点的电量为： Q ，故 B正确；导线上的C点以恒定角速 度 从 A 点沿圆弧移动，转过角度为t 时，根据几何关系，线 框在磁场中面积： SR2sin ，磁通量 BR2sin t ，根据法拉第 电磁感应定律可得： eBR2cos t ，当 C沿圆弧移动到圆心O的 正上方时， t90，则导线框中的感应电动势最小为零，故C 错误； 根据 C 项知电动势有效值为EBR2 ，故电热为 Q t ，故 D 正确 8(2018皖南八校联考 )半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸
12、面上固 定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固 定放置的平行金属板A、B 连接，两板间距为d 且足够宽，如图甲所 示有一变化的磁场垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律 如图乙所示在平行金属板A、B 正中间有质量未知、电荷量为q 的带 电液滴，液滴在00.1 s处于静止状态，已知重力加速度为g. 则以下 说法正确的是 ( ) A液滴带正电 B液滴的质量为 qr2 10gd C第 0.3 s时液滴的运动方向改变 D第 0.4 s时液滴距初始位置距离为0.08g( 单位：米 ) 解析：选 ABD.根据楞次定律可知，在00.1 s内线圈中产生的感应电 动势下极板带正电，液滴
13、处于平衡状态时，可知液滴带正电，选项A 欢迎下载。 7 / 10 正确；在00.1 s内线圈中产生的感应电动势ES r2 0.1 r2 ；对液滴 mg q，解得 m ，选项 B 正确； 0.10.2 s时电动 势的方向发生改变，则液滴向下做加速运动，0.2 0.3 s时电动势的 方向不变，液滴继续向下加速运动，选项C 错误；液滴向下运动的加 速度为 mg qma ，解得 a2g，0.10.3 s内液滴向下加速运动的位 移为 x1at22g0.220.04g(m) ；在 0.3 s时刻液滴的速度v at 2g0.2 m/s 0.4g m/s ；0.3 0.4 s内液滴匀速运动，故位移为 x2vt
14、 0.4g0.10.04g m，故第0.4 s时液滴距初始位置距离为 0.08g( 单位：米 )，选项 D正确 三、非选择题 9如图所示，间距L1 m 的两根足够长的固定水平平行导轨间存在 着匀强磁场，其磁感应强度大小B1 T、方向垂直于纸面向里，导轨 上有一金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F 作用下以 v2 m/s 的速 度水平向左匀速运动R18 ，R2 12 ，C6 F，导轨和棒的 电阻及一切摩擦均不计开关S1、S2闭合，电路稳定后，求： (1) 通过 R2的电流 I 的大小和方向； (2) 拉力 F的大小； (3) 开关 S1切断后通过 R2的电荷量 Q. 解析： (1) 开关 S1、S
15、2 闭合后，根据右手定则知棒中的感应电流方向 是由 M N，所以通过 R2的电流方向是由ba MN 中产生的感应电动势的大小 EBLv 流过 R2的电流 I E R1 R2 代入数据解得 I 0.1 A. 欢迎下载。 8 / 10 (2) 棒受力平衡有 FF 安 F安BIL 代入数据解得 F0.1 N. (3) 开关 S1、S2闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量 Q1 CIR2 S1切断后，流过R2的电荷量 Q等于电容器所带电荷量的减少量，即Q Q1 0 代入数据解得 Q 7.2106 C. 答案： (1)0.1 A 方向是 ba (2)0.1 N (3)7.2 106 C 10半径分别为r
16、和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为 r，质量为 m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面， BA的延 长线通过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强 磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下在内圆导轨的C点和 外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻 (图中未画出 ) 直导体棒 在水平外力作用下以角速度绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始 终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导 体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为g. 求： (1) 通过电阻 R的感应电流的方向和大小； (2) 外力的功率 解析： (1) 根据右手定则，得导体棒A
17、B上的电流方向为BA，故电阻 R上的电流方向为CD. 设导体棒 AB中点的速度为 v，则 v vAvB 2 欢迎下载。 9 / 10 而 vAr，vB2r 根据法拉第电磁感应定律，导体棒AB上产生的感应电动势EBrv 根据闭合电路欧姆定律得I E R 联立以上各式解得通过电阻R的感应电流的大小为 I . (2) 根据能量守恒定律，外力的功率P 等于安培力与摩擦力的功率之和， 即 PBIrv fv ，而 f mg 解得 P. 答案： (1) 方向为 CD大小为 3Br2 2R (2) 3 mgr 2 11(2018河南洛阳一中模拟 ) 如图甲所示，在水平面上固定宽为L 1 m、足够长的光滑平行金
18、属导轨，左端接有R0.5 的定值电阻， 在垂直导轨且距导轨左端d2.5 m 处有阻值r 0.5 、质量 m 2 kg 的光滑导体棒，导轨其余部分电阻不计磁场垂直于导轨所在平面， 磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示第1 s内导体棒在拉力F 作用下始终处于静止状态.1 s后，拉力 F 保持与第 1 s 末相同，导体 棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，拉力F 做的功为W 11.25 J求： (1) 第 1 s 末感应电流的大小； (2) 第 1 s 末拉力的大小及方向； (3)1 s后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电阻R 上产生 的焦耳热 欢迎下载。 10 / 10 解析： (1)0 1 s 内，由题图乙得： 0.8 T/s 根据法拉第电磁感应定律：E2 V 回路电流： I 2 A. (2)F 安BIL1.6 N 根据受力平衡，拉力F1.6 N ，方向水平向右 (3)1 s后导体棒做变加速直线运动，当受力平衡速度达最大，B0.8 T 则由电磁感应定律： EBLv， 最终匀速运动时： FBIL，代入数据得： I 2 A， 又 I ，代入数据得： v2.5 m/s 根据能量守恒定律： W mv2 QrQR 代入数据得： QrQR 5 J ，1 联立解得： QR 2.5 J. 答案：见解析