专题强化训练(十七) 电磁感应中的电路和图像问题-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

专题强化训练(十七)　电磁感应中的电路和图像问题 一、单项选择题 1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是 (　　) 解析　磁场中切割磁感线的边相当于电源,外电路可看成由三个相同电阻串联形成,A、C、D选项中a、b两点间电势差的绝对值为外电路中一个电阻两端的电压:U=E=,B选项中a、b两点间电势差的绝对值为路端电压:U'=E=,所以a、b两点间电势差的绝对值最大的是B项。 答案　B 2.如图所示,电阻R=1 Ω、半径r1=0.2 m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q,P、Q的圆心相同,Q的半径r2=0.1 m;t=0时刻,Q内存在着垂直于圆面向里的磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系是B=2-t(T);若规定逆时针方向为电流的正方向,则线框P中感应电流I随时间t变化的关系图像应该是选项图中的 (　　) 解析　由B=2-t(T)知,=1 T/s,且磁感应强度减小,由楞次定律得P内电流沿顺时针方向,为负值,故A、D两项错误;又由E=S=π,I=,解得电流大小I=0.01π A,故B项错误,C项正确。 答案　C 3.如图所示,正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中,C、E、D、F为线框中的四个顶点,图中的线框绕E点逆时针匀速转动,磁场足够大。若取E点的电势为零,则线框中C点电势为φC,D点电势为φD。下列说法正确的是 (　　) A.φC>0 B.φC<φD C.φC>φD D.φC=φD 解析　线框绕E点转动,线圈内磁通量没变化,因此线框中没有感应电流,但在转动过程中,每条边都切割磁感线运动,每条边都相当于电源,由于线框绕E点转动时,CE边与DE边切割磁感线的有效长度相等,角速度也相同,因此C点与D点电势相等。由右手定则判断E点电势高于C、D点的电势,综上所述,只有D项正确。 答案　D 4.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心,轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于 (　　) A.　　　B.　　　C.　　　D.2 解析　在过程 Ⅰ 中,根据法拉第电磁感应定律,有E1==,根据闭合电路欧姆定律,有I1=,且q1=I1Δt1;在过程Ⅱ中,有E2==,I2=,q2=I2Δt2.又q1=q2,即=,所以=,B项正确。 答案　B 5.如图所示,用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的方框,其中一边串接有一理想电流表,方框的右半部分位于匀强磁场区域中,磁场方向垂直纸面向里,当磁感应强度大小随时间的变化率=k>0时,电流表示数为I1;当磁场的磁感应强度大小为B,线框绕虚线以角速度ω=匀速转动时,电流表示数为I2,则I1∶I2为 (　　) A.∶1 B.2∶1 C.1∶1 D.∶2 解析　方框的电阻为R=ρ,当磁感应强度的大小随时间的变化率为k时,由法拉第电磁感应定律知E1=,即I1==,当线框绕虚线以角速度ω=匀速转动时,有I2==·=,所以I1∶I2=∶1,A项正确。 答案　A 二、多项选择题 6.如图甲所示,一半径为r的光滑绝缘细圆管固定在水平面上,一质量为m、电荷量为q的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正,图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时,在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线为闭合的涡旋电场),原来静止的小球在管内做圆周运动,小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是 (　　) A.小球沿顺时针(从上往下看)方向运动 B.管内电场强度大小为 C.小球由静止开始运动第一周所用时间为t0 D.小球第2次回到出发点的速度大小为2r 解析　由楞次定律可知感生电场的方向沿顺时针,小球带负电,故小球沿逆时针方向运动,A项错误;产生的感生电场的电场强度E===(E0为感生电动势),B项正确;小球做切向加速度大小不变的加速圆周运动,小球的电场力方向始终与速度方向相同,当成匀加速直线运动处理,根据运动学公式2πr=×t2,解得t=,C项错误;小球第2次回到出发点,由动能定理可得mv2=2qE×2πr=,解得v=2r,D项正确。 答案　BD 7.如图所示,电阻R=0.2 Ω,匝数n