专题突破练习12 电磁感应中的电路、图像问题(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

专题突破练习(十二) 1．(多选)如图所示，螺线管中线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为R，其a、b两端与两个定值电阻R1和R2相连，已知R1＝R2＝R，匀强磁场沿轴线向上穿过螺线管，其大小随时间变化的关系式为B＝B0＋kt(k>0)，则下列说法正确的有(　　) A．a端电势比b端电势高 B．t＝0时，通过螺线管的磁通量为nB0S C．0～t0内，通过R1的电荷量为 D．0～t0内，R1产生的热量为 AD　[穿过螺线管向上的匀强磁场的磁感应强度在增加，根据楞次定律及安培定则可知，线圈上端相当于电源正极，下端相当于电源负极，a端电势比b端电势高，A项正确；t＝0时，通过螺线管的磁通量为Φ＝B0S，与线圈匝数无关，B项错误；根据法拉第电磁感应定律可知，通过螺线管的电流I＝，E＝nS＝nSk，0～t0内通过R1的电荷量q1＝t0＝，C项错误；0～t0内，R1产生的热量Q1＝Rt0＝，D项正确。] 2．如图所示，面积为S0，匝数为n的线圈内有理想的、面积为S的有界磁场，已知磁感应强度随时间的变化规律为B＝B0－kt(k>0且为常数，但未知)，当t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在磁场方向改变之前，有一带电荷量为q，质量为m的粒子静止于水平放置的、两极板间距离为d的平行板电容器中间(重力加速度为g)。则下列说法错误的是(　　) A．此粒子带负电 B．磁感应强度的变化率为k＝ C．在t＝后，该粒子将向下匀加速运动 D．电容器上下极板所带电荷电性、电荷量均保持不变 C　[当磁场均匀减小时，根据楞次定律及安培定则知，上极板带正电，下极板带负电，粒子受重力和电场力且处于平衡状态，知电场力方向向上，粒子带负电，A项正确；带电粒子受重力和电场力平衡得mg＝，U＝nS(S应为线圈在磁场中的有效面积，即磁场面积)，则磁感应强度的变化率为＝，B项正确；磁场方向改变后，磁场变为向外增加，产生的感应电动势方向和大小都不变，则该粒子仍静止，C项错误；电容器所带电荷量Q＝CU＝CnS＝，则电容器所带电荷量与时间无关，D项正确。] 3．用同样材料和规格的导线做成的单匝圆环a和b，它们的半径之比ra∶rb＝3∶1，连接两圆环的直导线的电阻不计，两直导线间的距离可忽略，图甲中圆环a处于均匀变化的磁场中，图乙中圆环b处于均匀变化的磁场中。已知两图中磁场的变化率相同，则甲、乙两图中A、B两点间的电压的比值为(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．1 B．2 C．3 D．4 C　[甲、乙两图中的等效电路图如图(a)、(b)所示， 图(a)　　　　　　图(b) 设圆环b的电阻为R、面积为S，则圆环a的电阻为3R，面积为9S，又圆环b产生的感应电动势E0＝＝S，则圆环a产生的感应电动势为9E0，由闭合电路欧姆定律得U1＝·R＝E0，U2＝·3R＝E0，解得＝3，选项C正确。] 4．(2022·江苏苏州高三第一学期测试)一个闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现用外力F把框架水平匀速向右拉出磁场，如图所示，则电动势E、外力F和外力的功率P随时间t的变化图像正确的是(　　) A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D A　[设框架在外力F的作用下以速度v匀速向右运动，则框架切割磁感线的有效长度L＝vt，结合E＝BLv可知，电动势E＝Bv2t，则E与t成正比例关系，选项A正确，B错误；设框架的总电阻为R，则框架中的电流I＝＝＝，框架匀速运动，则有F＝F安＝BIL＝，则F与t2成正比例关系，选项C错误；由P＝Fv＝可知，P与t2成正比例关系，选项D错误。] 5．如图甲所示，圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接，线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示(以图甲所示方向为正方向)。t＝0时刻，平行板电容器间一带正电的粒子(重力可忽略不计)由静止释放，假设粒子运动中未碰到极板，不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响，下列粒子在板间运动的v­t图像和x­t图像(以向上为正方向)中，正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D C　[0～内的情况：由楞次定律可知，平行板电容器上极板带负电，下极板带正电；因粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上，故粒子向上做匀加速运动。～内的情况：由楞次定律可知，平行板电容器上极板带正电，下极板带负电；因粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下，故粒子向上做匀减速运动，直到速度为零。～T内的情况：由楞次定律可知，平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，带正电的粒子向下做匀加速运动。T～T内的情况：由楞次定律可知，平行板电容器上极板带负电，下极板带正电，带正电的粒子向下做匀减速运动，直到速度为零。由以上分析可知，C正