1、电磁感应中的图象和电路问题 双基巩固练12020山东德州调研如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场方向垂直于环面向里，磁感应强度以BB0Kt(K0)随时间变化t0时，P、Q两极板电势相等，两极板间的距离远小于环的半径经时间t，电容器的P极板()A不带电B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是D带负电，电荷量是2(多选)一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的电流I的正方向为顺时针线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图所示，则磁感应强度B随时间变化的图线可能是图中的()3202
2、0河南创新发展联盟联考如图所示，线圈ABCD固定在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外当磁场变化时，发现线圈AB边受安培力方向水平向右且恒定不变，则磁场的变化情况可能是图中的()42020湖北咸宁5月模拟(多选)如图甲所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B1T一总电阻r0.2的圆形线圈从恰好与左侧实线接触的位置开始向右做匀速直线运动圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图乙所示下列说法正确的是()A图形线圈的半径R1mB圆形线圈运动速度的大小v20m/sC两实线之间的水平距离L6mD0.05s时刻，圆形线圈所受的安培力大小为400N52020开封三模如图所示，竖直直线M
3、N的右侧有范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里正方形线框abcd的边长为L，从t0时刻起线框在外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速运动线框单位长度的电阻均相同，在运动过程中，线框c、d两点间的电势差Ucd随时间变化的特点与下列图象一致的是()6如图甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直，规定磁场垂直纸面向里为正方向，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示下面说法正确的是()A01s时间内和56s时间内，导线框中的电流方向相同B01s时间内和13s时间内，导线框中的电流大小相等C35s时间内，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上D13s时间内，
4、AB边受到的安培力大小不变72020山东烟台一中月考(多选)如图所示为固定在绝缘斜面上足够长的平行导轨，上端连接有电阻R，匀强磁场垂直穿过导轨平面，方向向上一金属棒垂直于导轨放置，以初速度v0沿导轨下滑棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻、金属棒电阻以及一切摩擦均不计若t时刻，棒下滑的速度大小为v，电阻R消耗的热功率为P，则下列图象可能正确的是()综合提升练82021河北邢台开学考试(多选)如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的光滑平行金属导轨，导体棒cd固定在导轨上，导体棒ab静止在导轨上t0时，棒ab以初速度v0向右运动，同时受到水平向右的恒力的作用运动过程中，
5、棒ab始终与导轨垂直并接触良好，速度用v表示，回路中的电流用I表示导轨电阻不计，下列图象中可能正确的是()9(多选)如图所示，两光滑圆形导轨固定在水平面内，圆心均为O点，半径分别为r10.2m，r20.1m，两导轨通过导线与阻值R2的电阻相连，一长为r1的导体棒与两圆形导轨接触良好，导体棒一端固定在O点且以角速度100rad/s顺时针匀速转动，两圆形导轨所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小B2T的匀强磁场，不计导轨及导体棒的电阻，下列说法正确的是()A通过电阻的电流方向为b到aB一个周期内通过电阻的电荷量为0.03CC导体棒转动时产生的感应电动势为4VD当r2减小而其他条件不变时，电阻中产
6、生的焦耳热减小10某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车制动装置包括电气制动和机械制动两部分图1所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小a车随速度v的变化曲线(1)求列车速度从20m/s降至3m/s经过的时间t及行进的距离x.(2)有关列车电气制动，可以借助图2模型来理解图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，可假设MN棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比列车开始制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图1中的
7、P点论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系，并在图1中画出图线(3)制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力分析说明列车从100m/s减到3m/s的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强？课时作业(三十五)1解析：由于K0，磁感应强度均匀增大，所以感应电流的磁场与原磁场方向相反，由右手螺旋定则，感应电流方向逆时针，在电源内部电流从负极流向正极，所以P极板为电源负极，带负电，由UK2，qCU，故选项D正确答案：D2解析：用排除法，根据楞次定律判断：A图T/4内，磁场向外增加，感应电流的方向是顺时针，为正，A项错误B图T/2内，感应电流的方向一直是逆时针
8、，为负，B项错误同理判断：C、D两图正确答案：CD3解析：本题考查电磁感应现象中的Bt图象问题由题意可知，线圈AB边受安培力的方向水平向右，根据左手定则可知，感应电流的方向由B到A，由楞次定律和右手定则可知，当垂直纸面向外的磁场在增加时，会产生由B到A的感应电流，由法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律可得，I，则线圈AB边所受安培力的表达式FBSL，由于安培力的大小不变，因此B是定值，因磁感应强度B增大，则应减小，即Bt图线的切线的斜率逐渐减小，D正确答案：D4解析：当线圈直径与边界重合时，电动势最大，且为EmB2Rv40 V，根据图乙知，线圈从开始运动到全进入磁场所用的时间t0.1 s，结
9、合2Rvt，解得v20 m/s，R1 m，A、B正确；线圈从全进入到刚要出磁场共用时t0.1 s，L2Rvt21 m200.1 m4 m，C错误；0.05 s时刻，电动势为E40 V，线圈有效切割长度为2R，此时感应电流I200 A，则安培力的大小FBI2R400 N，D正确 .答案：ABD5解析：线框进入磁场的过程中，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为逆时针，d点电势高于c点电势，Ucd0；线框向右做匀加速运动，速度vat，线框切割磁感线产生感应电动势为EBLvBLat，感应电流I，c、d两点间的电势差UcdIRBLat，c、d两点间的电势差与时间成正比；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁
10、通量不变，线框c、d两点间的电势差UcdBLat，Ucd突然变大，且斜率变大，D正确答案：D6解析：01 s时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度变大，穿过闭合回路的磁通量增加，根据楞次定律，导线框中电流沿顺时针方向；56 s时间内磁感应强度减小，方向垂直纸面向里，穿过导线框的磁通量减小，由楞次定律知感应电流沿顺时针方向，A正确.01 s时间内和13 s时间内，磁感应强度的变化率不相等，根据法拉第电磁感应定律知产生的感应电动势大小不等，由EIR知导线框中电流大小不相等，B错误.35 s时间内，磁场方向垂直纸面向里且增强，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，根据左手定则AB边受到的安培力沿纸面且垂
11、直AB边向上，C正确.13 s时间内，磁感应强度的变化率恒定，感应电动势和感应电流不变，但磁感应强度均匀减小，所以AB边受到的安培力均匀减小，D错误答案：AC7解析：金属棒下滑的过程中受重力、导轨的支持力和沿斜面向上的安培力，若开始时安培力大于重力沿斜面向下的分力，金属棒做减速运动，则由牛顿第二定律可知，a，随着速度的减小，金属棒的加速度逐渐减小，当mgsin 时速度最小，以后金属棒做匀速运动，B正确；同理可分析出若开始时安培力小于重力沿斜面向下的分力，金属棒做加速度减小的加速运动，最后匀速运动，A错误；电阻R消耗的热功率P，C正确，D错误答案：BC8解析：设两导轨间距为l，回路中的总电阻为R
12、，当水平恒力F时，由牛顿第二定律可知，Fma，棒先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，A、B正确当水平恒力F时，棒先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，由公式I知，I先增大(增大得越来越慢)后不变，当水平恒力F时，棒先做加速度减小的减速运动，后做匀速运动，由公式I知，I先减小(减小得越来越慢)后不变，C正确，D错误答案：ABC9解析：由右手定则可知，通过电阻的电流方向为a到b，选项A错误；导轨间导体棒在t时间内扫过的面积S(rr)(rr)，由法拉第电磁感应定律可知，导轨间导体棒切割磁感线产生的感应电动势EB(rr)2(0.220.12)100 V3 V，通过电阻R的电流I A1.5 A，一
13、个周期内通过电阻R的电荷量QIT1.5 A0.03 C，选项B正确；导体棒转动时产生的感应电动势EBr1Br14 V，选项C正确；当r2减小而其他条件不变时，导轨间导体棒切割磁感线产生的感应电动势EBLB(r1r2)变大，通过电阻的电流增大，电阻中产生的焦耳热增大，选项D错误答案：BC10解析：(1)由图1可知，列车速度从20 m/s降至3 m/s的过程加速度为0.7 m/s2的匀减速直线运动，由加速度的定义式a得t s s24.3 s由速度位移公式v2v2ax得x m279.3 m(2)由MN沿导轨向右运动切割磁感线产生感应电动势EBLv回路中感应电流IMN受到的安培力FBIl加速度为a结合
14、上面几式得a所以棒的加速度与棒的速度为正比例函数又因为列车的电气制动过程，可假设MN棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比，所以列车电气制动产生的加速度与列车的速度成正比，为过P点的正比例函数画出的图线如下图所示(3)由(2)可知，列车速度越小，电气制动的加速度越小由题设可知列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力所以电气制动和空气阻力产生的加速度都随速度的减小而减小由图1中，列车速度从20 m/s降至3 m/s的过程中加速度大小a车随速度v减小而增大，所以列车速度从20 m/s降至3 m/s的过程中所需的机械制动逐渐变强，所以列车速度为3 m/s附近所需机械制动最强答案：(1)24.3 s,279.3 m(2)列车电气制动产生的加速度与列车的速度成正比，为过P点的正比例函数，论证过程见解析画出的图线如下图所示：(3)见解析
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