专题突破练习13 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)广东专版

专题突破练习(十三) 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＝2Rt0＝，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处于平衡，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．(多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距l＝1 m，c、d间，d、e间，c、f间分别接阻值R＝10 Ω 的电阻。一阻值也为R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好，导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是(　　) A．c、d两端的电压为1 V B．f、e两端的电压为 V C．导体棒ab切割磁感线产生的电功率为0.2 W D．d、e间电阻R消耗的功率为0.1 W AC　[感应电动势E＝Blv＝0.5×1×4 V＝2 V，e、f间开路，电路结构是导体棒ab与cd间电阻串联，所以c、d两端的电压Ucd＝E＝1 V，A项正确；由于d、e与c、f间电阻中没有电流流过，故Ude＝Ucf＝0，所以Ufe＝Ucd＝1 V，B项错误；电路中的电流I＝＝0.1 A，导体棒ab切割磁感线产生的电功率P＝EI＝0.2 W，C项正确；Ude＝0，d、e间电阻R消耗的功率为零，D项错误。] 4．如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t＝0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是(　　) A　　　　B　　　　　C　　　　D A　[设线框运动的速度为v，总电阻为R，当时间t<时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针方向，大小为I＝；当≤t<时，从右侧中间短边进入磁场至左侧长边进入磁场，感应电流方向为逆时针方向，大小为I＝；当≤t<时，从左侧长边进入磁场至右侧的中间短边离开磁场，感应电流方向为顺时针方向，大小为I＝；当≤t<时，从右侧中间短边离开磁场至左侧长边离开磁场，感应电流方向为顺时针方向，大小为I＝，故A正确。] 5．(多选)如图所示，一个边长为L的正方形线圈置于边界水平的匀强磁场上方L处，磁场宽也为L，方向垂直纸面向里，由静止释放线圈且线圈平面始终与磁场方向垂直。如果从线圈的一条边刚进入磁场开始计时，下列关于通过线圈横截面的电荷量q、感应电流i、线圈运动的加速度a、线圈具有的动能Ek随时间变化的图像中，可能正确的是(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D ACD　[若线圈进入磁场时受到的安培力等于重力，则线圈匀速进入，感应电流恒定，由q＝It可知，通过线圈横截面的电荷量均匀增大，线圈离开时由楞次定律可知，感应电流方向改变，通过的电荷量均匀减小，A项可能正确；由于线圈通过磁场时，线圈的宽度与磁场的宽度相等，故始终是一条边做切割磁感线运动，且速度不可能减小到零，所以线圈通过磁场的过程中不可能出