江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测三十三电磁感应中的电路和图像问题.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时跟踪检测（三十三） 电磁感应中的电路和图像问题 对点训练：电磁感应中的电路问题 1 (2018 南京模拟 )如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻 R1、 R2、 R3的阻值之比为 1 2 3，导线的电阻不计。当 S1、 S2闭合， S3断开时，闭合回路中感应电流为 I；当 S2、 S3闭合， S1断开时，闭合回路中感应电流为 5I；当 S1、 S3闭合， S2断开时，闭合回路中感应电流为 ( ) A 0 B 4I C 6I D 7I 解析：选 D 因为 R1 R2 R3 1 2 3，可以设 R1 R， R2 2R， R3 3R；由电路图可知，当 S

2、1、 S2闭合， S3断开时，电阻 R1与 R2组成闭合回路，设此时感应电动势是 E1，由欧姆定律可得 E1 3IR。当 S2、 S3闭合， S1断开时，电阻 R2与 R3组成闭合回路，设感应电动势为 E2，由欧姆定律可得 E2 5I5 R 25IR。当 S1、 S3闭合， S2断开时，电阻 R1与 R3组成闭合回路，此时感应电动势 E E1 E2 28IR，则此时的电流 I E4R 28IR4R 7I，故选项 D 正确。 2 (2018 泰州一模 )半径为 a、右端 开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感

3、应强度为 B。杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图所示。则 ( ) A 0 时，杆产生的电动势为 2Bav B 3 时，杆产生的电动势为 3Bav C 0 时，杆受的安培力大小为 2B2av R0 D 3 时，杆受 的安培力大小为 2B2av R0 解析：选 A 0 时，产生的感应电动势为 E1 2Bav， A 正确；感应电流为 I1 E1R2Bv R0，所以安培力为 F1 BI12 a4B2av R0， C 错误；同理， 3 时， E2 Bav，【 精品教育资源文库 】 F2 3B2av R0，

4、 B、 D 均错误。 3 (2018 宿迁模拟 )随着科技进步，无线充电已悄然走入人们的生活。图甲为兴趣小组制作的无 线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数 n 100，电阻 r 1 ，面积 S 1.510 3 m2，外接电阻 R 3 。线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示。求： (1) t 0.01 s 时线圈中的感应电动势 E； (2)0 0.02 s 内通过电阻 R 的电荷量 q； (3)0 0.03 s 内电阻 R 上产生的热量 Q。 解析： (1)由题图知，在 t 0.01 s 时， B t 4 T/s 由法拉第电磁感应定律知 E n B tS

5、 解得 E 0.6 V。 (2)在 0 0.02 s 内， I ER r q I t 解得 q 310 3 C。 (3)在 0.02 0.03 s 内 E n B t S 1.2 V 在一个周期内 Q ? ?ER r 2 R 2T3 ? ?ER r 2 R T3 解得 Q 4.0510 3 J。 答案： (1)E 0.6 V (2)q 310 3 C (3) Q 4.0510 3 J 对点训练：电磁感应中的图像问题 4 多选 (2018 苏州六校联考 )如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直。规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度 B 随时间t 变化的规

6、律如图乙所示。则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A从 0 到 t2时间内，导线框中电流的方向先为 adcba 再为 abcda B从 0 到 t2时间内，导线框中电流的方向始终为 adcba C从 0 到 t1时间内，导线框中电流越来越小 D从 0 到 t1时间内，导线框 ab 边受到的安培力越来越小 解析：选 BD 从 0 到 t2时间内，线圈中磁通量的变化率相同，则感应电动势不变，电路中电流大小和方向不变，根据楞次定律可知电流方向为 adcba，故 A、 C 错误， B 正确；从0 到 t1时间内，电路中电流大小恒定不变，故由 F BIL 可知， F 与 B 成正比，因为 B 逐渐减

7、小，所以安培力越来越小，故 D 正确。 5.如图所示，一个 “ ” 形导轨 ADC 垂直于磁场固定在磁感应强度为B 的匀强磁场中， MN 是与导轨材料和规格都相同的导体棒。在外力作用下，导体棒以恒定速度 v 沿导轨向右运动，导体棒与导轨始终接触良好。以导体 棒在如图所示位置为计时起点，则下列物理量随时间变化的图像正确的是 (图中 E 为回路中感应电动势； I 为流过金属棒的电流； F 为作用在金属棒上的安培力； P 为感应电流的热功率 )( ) 解析：选 D 设 “ ” 型导轨的顶角为 ，电阻率为 。感应电动势 E BLv Bvttan v Bv2tan t， E t，故 A 错误。感应电流

8、I ER， R ? ?vt vttan vtcos S ，得 I BvStan ? ?1 tan 1cos ，式中各量恒定，则感应电流不变，故 B 错误。根据 F BIL可知， F BIvttan ，可见 F t，图像应是过原点的直线，故 C 错误。由上可知， R t，I 恒定，则功率 P I2R t，故 D 正确。 6 多选 (2018 六盘山高级中学月考 )如图 1 所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图 1 中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的图像如图 2 所示， 则在下面可能是磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像是( )

9、 【 精品教育资源文库 】 解析：选 BD A 图中： 0 0.5 s 内，磁场方向垂直纸面向外，大小均匀增大，由法拉第电磁感应定律，则磁通量变化率不变，则感应电流大小不变，由楞次定律可知，感应电流方向为正，故 A 错误。 B 图中： 0 0.5 s 内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀增大，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值。 0.5 1 s 内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀减小，感应电流的方向为顺时针方向，则电流为正值。在 1 1.5 s 内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，感应电流的方向为 顺时针方向，则电流为正值。在 1.5 2 s 内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，感应电流

10、的方向为逆时针方向，则电流为负值，故 B 正确。同理， C 错误， D 正确。 7 多选 (2018 黄陵中学月考 )矩形线框 abcd 固定放在匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图所示。设 t 0 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图中 i 表示线圈中感应电流的大小 (规定电流沿顺时针方向为正 )， F 表示线框 ab 边所受的安培力的大小 (规定 ab 边中所受的安培力方向向左为正 )，则下列图像中可能正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 解析：选 AC 在 0 2 s 内，磁感应强度均匀变化，线框的磁通量均匀变化，产生恒定电流。磁场方向

11、先向里后向外，磁通量先减小后增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，电流为正值。根据法拉第电磁感应定律得： E B tS，感应电流 I ER，此段时间内， B t一定，则知感应电流也一定。同理得知，在 2 4 s 内，感应电流方向为逆时针方向，电流为负值，感应电流也一定。故 C 正确， B 错误。在 0 2 s 内，线框 ab 边所受的安培力的大小为 F BIL， IL 一定， F 与 B 成正比，而由左手定则判断可知，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值。同理得知，在 2 4 s 内， F 与 B 成正比，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值，与 0 2 s 内情况相同。

12、故 A 正确， D 错误。 8如图甲所示，矩形导线框 ABCD 固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里，规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着 ABCDA 方向为感应电流 i 的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律可能为( ) 解析：选 B 在 0 t0时间内，磁场垂 直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为 ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负值，故 A 错误。在 0 t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为 ABCDA，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，

13、产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，在 t0 2t0 时间内，感应电流的方向为 ADCBA，与规定的正方向相反，感应电流为负【 精品教育资源文库 】 值，且为定值，故 B 正确。在 0 t0时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为 ABCDA，与规定的正方向相 同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在 t0 2t0时间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为 ABCDA，与规定的正方向相同，故 C 错误。磁感应强度不变，磁通量不变，则不产生感应电流，故 D 错误。 考点综合训练 9 (2

14、018 徐州高三上学期期末质检 )如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距 d 0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值 R 2 的电阻连接，右端通过导线与阻值 RL 4 的小灯泡 L 连接。在 CDFE 矩形区域内有竖直向上的 匀强磁场， CE 长 l 2 m，有一阻值 r 2 的金属棒 PQ 放置在靠近磁场边界 CD 处 (恰好不在磁场中 )。 CDFE区域内磁场的磁感应强度 B 随时间变化如图乙所示。在 t 0 至 t 4 s 内，金属棒 PQ 保持静止，在 t 4 s 时使金属棒 PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从 t 0 开始到金属棒运动到磁场边界 EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求： (1)通过小灯泡的电流； (2)金属棒 PQ 在磁场区域中运动的速度大小。 解析： (1)在 t 0 至 t 4 s 内，金属棒 PQ 保持静止，磁场变化导致电路中产生感 应电动势。电路为 r 与 R 并联，再与 RL串联，电路的总电阻 R 总 RL RrR r 5 此时感应电动势 E t dl B t 0.520.5 V 0.5 V 通过小灯泡的电流为： I ER