微专题13　电磁感应中的电路和图像问题 练习-2024年高考物理一轮复习

微专题13　电磁感应中的电路和图像问题 一、 单项选择题 1．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 000匝，横截面积S＝20 cm2.螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF.在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化．下列说法中正确的是(　　) 　 A．螺线管中产生的感应电动势为1.2 V B．闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 C．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10-2 W D．S断开后，流经R2的电荷量为1.8×10-5 C 2．(2022·大湾区联考)如图甲所示，线圈ABCD固定在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，如线圈中的感应电流如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的哪一个(　　) 甲 乙 A B C D 3．(2020·浙江卷)如图所示，固定在水平面上半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．长为l的金属棒，一端与圆环接触，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动．在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态．已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法中正确的是(　　) A．棒产生的电动势为 Bl2ω B．微粒的电荷量与质量之比为 C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为CBr2ω 4．如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示(取垂直纸面向里的方向为正方向).固定的闭合导线框一部分在磁场内，从t＝0时刻开始，下列关于线框中感应电流i、线框ab边受到的安培力F随时间t变化的图像中，可能正确的是(线框中取逆时针方向为电流正方向，安培力取向右为正方向)(　　) 甲 乙 A B C D 二、 多项选择题 5．图中有一有界匀强磁场，以虚线为界，其右侧磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框边长是L，电阻为R，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始以垂直于磁场边界的不变的加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场．若外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，线框磁通量的变化率为，通过导体横截面的电荷量为q，其中 P­t 图线为抛物线，则下列选项中正确的是(　　) A B C D 6．如图所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨，左侧接定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．金属杆MN以某一初速度沿导轨向右滑行，且与导轨接触，导轨电阻不计．则金属杆在运动过程中，速度大小v、流过的电荷量q与时间t或位移x的关系图像中正确的有(　　) A B C D 三、 计算题 7．如图所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4 m，导轨左端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，与导轨接触，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域Oabc内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小B＝0.5 T，ac连线与导轨垂直，长度也为L.若使棒在导轨上始终以速度v＝2 m/s做直线运动，以O为原点、Ob为x轴建立一维坐标系Ox.求： (1) 棒进入磁场区域时，回路中感应电流的最大值Im. (2) 棒通过磁场区域时，电流i与位置坐标x的关系式． 答案与解析 微专题13　电磁感应中的电路和图像问题 1. C　解析：螺线管中产生的感应电动势为E＝n＝1 000× V＝0.8 V，故A错误；由右手定则可知闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带正电，故B错误；闭合S，电路中的电流稳定后，电流I＝＝0.08 A，所以电阻R1的电功率为P＝I2R1＝2.56×10-2 W，故C正确；S断开后，流经R2的电荷量为Q＝CU2＝CIR2＝1.2×10-5 C，故D错误． 2. B　解析：磁场不变，线圈中不产生感应电流，故C错误；图线的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律，产生不变的电动势，感应电流的大小和方向都不变，故A错误；图线的斜率减小，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势减小，感应电流减小，故D错误；图线的斜率增大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势增大，感应电流增大，故B正确． 3. B　解析：如图所示，金属棒绕OO′轴切割磁感线转动，棒产生的电动势E＝Br·＝Br2ω，故A错误；电容器两极板间电压等于电源电动势E，带电微粒在两极板间处于静止状态，则q＝mg，即＝＝＝，故B正确；电阻消耗的功率P＝＝，故C错误；电容器所带的电荷量Q＝CE＝，故D错误． 4. B　解析：0～时间内，磁场方向垂直纸面向外，在逐渐减小，根据楞次定律得出线框中形成逆时针电流，根据左手定则得出ab边所