专题63 电磁感应中的电路和图像问题-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题63 电磁感应中的电路和图像问题 导练目标 导练内容 目标1 电磁感应中的电路问题 目标2 电磁感应中的图像问题 【知识导学与典例导练】 1、 电磁感应中的电路问题 1．电磁感应中电路知识的关系图 2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题 【例1】在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横，轴的交点坐标分别为t0和B0，其余导线的电阻不计。时闭合S，至t1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（　　） A．电容器下极板带正电 B．线圈中产生的感应电动势的大小为 C．稳定后线圈两端的电压为 D．时间内流过R1的电量为 【例2】如图所示，半径为L的金属圆环固定，圆环内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，长为L、电阻为r的导体棒OA，一端固定在通过圆环中心的O点，另一端与圆环接触良好。在圆环和O点之间接有阻值为R的电阻，不计金属圆环的电阻。当导体棒以角速度ω绕O点逆时针匀速转动时，下列说法错误的是（　　） A．O点的电势高于A点的电势 B．导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为BL2ω C．OA两点间电势差大小为 D．增大导体棒转动的角速度，电路中的电流增大 2、 电磁感应中的图像问题 电磁感应图像类选择题的常用解法： (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。 (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。 【例3】如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一长为、宽为的金属矩形线圈，其电阻为，质量为，线圈的右侧以虚线为界存在垂直纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使线圈以垂直磁场边界大小为的速度向右运动，线圈从开始运动到静止的过程中，线圈通过的位移用表示，通过线圈的电荷量用表示。改变初速度v0大小，、与线圈的初速度v0间的关系图像正确的是（　　） A．B． C． D． 【例4】如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势、外力和电功率随时间变化的图像正确的是（　　） A．B．C． D． 【例5】如图所示，有一宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框MN边始终与磁场区域边界平行，取MN边刚进入磁场为计时起点，规定顺时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流i以及MN两点间电势差UMN随时间变化规律的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【例6】如图所示，在光滑绝缘水平面上有一边长为a的单匝正方形金属线框，线框以大小为v0的初速度进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下、宽度为3a的匀强磁场，到达位置3时速度恰好为0。在此过程中，下列关于线框的速度v随线框移动的时间t、距离x的变化图像以及线框的MN边的电势差UMN随线框移动的距离x的变化图像，正确的是（　　） A． B． C． D． 【综合提升专练】 1．如图，间距为的平行金属导轨固定在绝缘水平面内，间接有阻值为的定值电阻，长为的金属棒垂直置于导轨上，端恰好搭在导轨上，整个装置处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将金属棒绕端以角速度沿顺时针方向匀速转动角，转动过程中，金属棒与两导轨接触良好。不计金属棒和导轨的电阻，，在此过程中下列说法正确的是（　　） A．两端的电压为 B．电阻中的电流方向从 C．电阻中的电流大小为 D．通过定值电阻的电量为 2．半径为的金属圆环由两种材料组成，圆弧为圆周，电阻为，圆弧为圆周，电阻为，圆内有垂直环面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率，则为（　　） A． B． C． D． 3．将一根涂有绝缘层的细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和阻值为R的定值电阻构成闭合回路，线圈内部存在方向垂直纸面向外的变化磁场，已知细导线的电阻为r，闭合回路所构成的矩形的面积为，两个线圈构成的小圆的面积均为，磁感应强度大小随时间变化的规律为，和k均为大于零的常数，下列说法正确的是（　　）    A．定值电阻中的电流方向