(配套教参)高效作业36 电磁感应中的电路和图像-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业36　电磁感应中的电路和图像 (见学生用书P359) 微考点一　电磁感应中的电路问题 1．如图所示，金属环半径为a，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面。电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆两端的电压为(　A　) A．Bav　　　　　　B． C． D． 【解析】 导体杆AB切割磁感线产生的感应电动势大小E＝B•2av＝2Bav，电路中的总电阻R总＝＋＝R，则总电流I＝＝，则杆两端的电压U＝E－I＝Bav，故A正确，B、C、D错误。 2．(多选)如图所示，水平面上固定一个顶角为60°的光滑金属导轨MON，导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒CD与∠MON的角平分线垂直，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r。t＝0时刻，导体棒CD在水平外力F的作用下从O点以恒定速度v0沿∠MON的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。若导体棒与导轨均足够长，则(　ABC　) A．流过导体棒的电流I始终为 B．F随时间t的变化关系为F＝t C．t0时刻导体棒的发热功率为t0 D．撤去F后，导体棒上能产生的焦耳热为mv 【解析】 导体棒切割磁感线的有效长度L＝2v0t tan 30°，感应电动势E＝BLv0，回路的总电阻R＝r，联立可得通过导体棒的电流I＝＝，选项A正确；导体棒受力平衡，则外力F与安培力平衡，即F＝BIL，得F＝t，选项B正确；t0时刻导体棒的电阻为Rx＝2v0t0tan 30°·r，则导体棒的发热功率P棒＝I2Rx＝t0，选项C正确；从撤去F到导体棒停下的过程，根据能量守恒定律有Q棒＋Q轨＝mv－0，得导体棒上能产生的焦耳热Q棒＝mv－Q轨<mv，选项D错误。 3．(多选)如图所示，由某种粗细均匀的金属条制成的矩形线框abcd固定在纸面内，匀强磁场垂直纸面向里。一导体棒PQ放在线框上，在水平拉力F作用下沿平行ab的方向匀速滑动，滑动过程中PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(　BC　) A．通过PQ的电流先增大后减小 B．PQ两端电压先增大后减小 C．拉力F的功率先减小后增大 D．通过ad的电流先增大后减小 【解析】 PQ由靠近ad边向bc边匀速滑动的过程中，产生的感应电动势E＝BLv保持不变，外电路总电阻先增大后减小(在ab中点时外电阻最大)，由欧姆定律分析得知PQ中的电流I＝先减小后增大，A错误；PQ中电流先减小后增大，PQ两端电压为路端电压，由U＝E－IR可知PQ两端的电压先增大后减小，B正确；PQ匀速运动，PQ上拉力的功率等于回路的电功率，而回路的总电阻R总先增大后减小，由P＝分析得知，PQ上拉力的功率先减小后增大，C正确；导体棒向右运动到ab中点的过程中，电路的总电流在减小，分析bc可知，bc中电流在增大，因此ad部分分得的电流一直在减小，由ab中点向右运动的过程中，ad部分的电压一直在减小，且ad部分的电阻在增大，因此电流继续减小，因此通过ad的电流一直减小，D错误。 微考点二　电磁感应中的图像问题 4．图甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图乙所示。则列车的运动情况可能是(　C　) A．匀速运动　　　　　B．匀加速运动 C．匀减速运动 D．变加速运动 【解析】 由U——t图像可知，线圈两端的电压大小与时间呈线性关系，即有U＝U0－kt，由法拉第电磁感应定律E＝U＝BLv，L、k均一定，则速度v随时间均匀减小，所以列车做匀减速直线运动。故C正确，A、B、D错误。 5．电磁感应式车速传感器的结构如图甲所示。当车轮转动时，轮轴上的铁质感应转子随其一起转动，转子上的轮齿不断靠近和远离感应线圈，在线圈AB端输出如图乙所示周期性变化的感应电压，电控单元ECU根据该电压变化的周期测出车速。下列说法正确的是(　B　) A．车速越高，感应电压的周期越大 B．车速越高，感应电压的峰值越大 C．车轮转动时，感应转子中不会产生涡流 D．凸齿靠近线圈的过程中，感应电流从A端流入ECU 【解析】 车速越高，转子转速越大，感应电压的周期越小，故A错误；车速越高，磁通量的变化越快，感应电压的峰值越大，故B正确；车轮转动时，感应转子中各部分的磁通量不断发生变化，会产生涡流，故C错误；转子被磁化后凸齿为S极，凸齿靠近线圈的过程中，线圈中向左的磁通量增加，由楞次定律可知线圈中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流，即从B端流入ECU，故D错误。 6．2023·丽水中学模拟如图甲所示，在MN、QP间存在一匀强磁场，t＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速