课时测评7 电磁感应中的电路及图像问题-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评7　电磁感应中的电路及图像问题 (时间：30分钟　满分：40分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－9题，每题5分，共40分) 1.如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的(　　) 答案：A 解析：线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段：第一阶段(进入过程)，ab是电源，外电阻R＝3r(每一边的电阻为r)，Uab等于路端电压U1＝E；第二阶段(线框整体在磁场中平动过程)，ab及dc都是电源，并且是完全相同的电源，回路中虽无感应电流，但U2＝E；第三阶段(离开过程)，dc是电源，路端电压Udc＝E，因此Uab为路端电压Udc的，即U3＝E，故A正确。 2.一个匀强磁场的边界是MN，MN左侧无磁场，右侧是范围足够大的匀强磁场区域，如图甲所示。现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的I -t图像如图乙所示，则可能的线框是下列选项图中的(　　) 答案：D 解析：金属线框切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，设线框总电阻是R，则感应电流I＝，由题图乙所示图像可知，感应电流先均匀变大，后均匀变小，由于B、v、R是定值，故金属线框的有效长度L应先变大，后变小，且L随时间均匀变化。闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L随时间不是均匀变化，不符合题意，A错误；正方形线框进入磁场时，有效长度L不变，感应电流不变，不符合题意，B错误；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增大，后不变，最后均匀减小，不符合题意，C错误；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增大，后减小，且随时间均匀变化，符合题意，D正确。 3.如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一个电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动(O轴位于磁场边界)，周期为T，t＝0时刻线框置于如图所示位置，则线框内产生的感应电流的图像为(规定电流顺时针方向为正)(　　) 答案：A 解析：由于扇形导线框匀速转动，因此导线框进入磁场的过程中产生的感应电动势是恒定的，线框在进入磁场和离开磁场时，有感应电流产生，当完全进入时，由于磁通量不变，故无感应电流产生，由右手定则可判断导线框进入磁场时，电流方向为逆时针，出磁场时电流方向为顺时针，故A正确。 4.如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字形，并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为(　　) A.　　　 B.　　　 C.0　　 D. 答案：B 解析：ΔΦ＝Bπr2－2×Bπ()2＝Bπr2，电荷量q＝＝，B正确。 5.(2024·山东潍坊高二期中)如图甲所示，100匝半径r1＝0.5 m的圆形金属线圈总电阻为10 Ω，在线圈内部半径r2＝0.4 m的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，一阻值R＝6 Ω的电阻与线圈连成闭合回路。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，已知磁场方向垂直于线圈平面向里为正，通过电阻R的电流方向由a到b为正，下列说法正确的是(　　) A.t＝π s时电阻R上通过的电流为负 B.t＝π s时电阻R上通过的电流大小为0.02 A C.t＝π s时电阻R两端的电压为12 V D.0～2π s内穿过线圈磁通量的变化量为64π Wb 答案：C 解析：0～2π s内通过线圈的磁通量先垂直于纸面向外减小后垂直于纸面向里增加，由楞次定律可知，该时间内通过电阻R上的电流方向为由a到b，即为正，故A项错误；0～2π s内的感应电动势E＝n＝nS＝nπ，t＝π s时电阻R上通过的电流为I＝＝2 A，故B项错误；t＝π s时电阻R两端的电压为U＝IR＝12 V，故C项正确；0～2π s内磁通量的变化量为ΔΦ＝Bπ－＝0.64π Wb，故D项错误。故选C。 6.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁场范围足够大，磁感线方向与导线框所在平面垂直，如图甲所示。在外力控制下线框处于静止状态，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里。在0～4 s内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图像(规定向左为安培力正方向)应该是下图中的(　　) 答案：D 解析：t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～1 s内，穿过导线框的磁通量均匀变小。感应电流不变。由楞次定律，其感应电流方向为顺时针，再由左手定则可得导线ad边的安培力水平向左；在1～2 s内，磁感应强度方向垂直平面向外，磁通量均匀增大，可知感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得ad边安培力水平向右，然后2～4 s重复出现安培力先左后右，故D正确。 7.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，一边长为L，总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的方向为感应电流的正方向，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像，正确的是(　　) 答案：C 解析：在0～L内，导线框未进入磁场，无感应电流产生；在L～2L内，bc边切割磁感线，切割磁感线的有效长度随x增大而均匀增大，根据楞次定律可知线框中的感应电流为正方向，bc边到达x＝2L的位置时，感应电流达到最大值，im＝；在2L～3L内，ad边切割磁感线，切割磁感线的有效长度随x增大而均匀增大，感应电流为负方向，当bc边到达x＝3L位置时，感应电流达到最大值，im＝，综上所述，C正确。 8.(多选)如图所示，边长为L的等边三角形金属框架abc处于垂直框架平面向外的有界匀强磁场中，顶点a与磁场右侧边界重合，bc边与磁场边界平行。t＝0时起，用外力F把框架从磁场中水平向右匀速拉出。若金属框架中产生的感应电动势大小为E、框架的位移为x，不计一切摩擦，则下列关系图中正确的是(　　) 答案：BD 解析：感应电动势E＝Blv＝B·2vttan 30°·v＝Bv2t，则E与t成正比，故A错误，B正确；框架匀速运动，则F＝F安＝IlB，电流为I＝，电动势为E＝Blv，联立可得F＝，其中l＝x，则有F＝，因为B、R、v一定，则F∝x2，故C错误，D正确。 9.(多选)如图甲所示的电路中，螺线管线圈的匝数为n、面积为S0、电阻为R，定值电阻的阻值为4R，电动机绕线电阻为R，穿过螺线管线圈磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示(取向上为正方向)。在0～t0时间内电动机不转动，t0～2t0时间内电动机正常转动且螺线管线圈中的电流变为0～t0时间内螺线管线圈中的电流的2.4倍。下列说法正确的是(　　) A.0～t0时间内C点电势高于A点电势 B.0～t0时间内流过螺线管线圈的电流为 C.在t0～2t0时间内电动机两端的电压为 D.在t0～2t0时间内流过电动机的电流为 答案：BC 解析：0～t0时间内，磁感应强度B均匀增大，根据楞次定律和安培定则，可判断出线圈中的感应电流方向为顺时针(从上向下看)，则A点电势高于C点电势，A错误；0～t0时间内螺线管中产生的感应电动势为E＝n＝，并联电路的电阻为R并＝＝，流过螺线管线圈的电流为I＝＝，B正确；在t0～2t0时间内螺线管中产生的感应电动势为E'＝n＝，电动机两端的电压为U＝E'－2.4IR＝，C正确；在t0～2t0时间内流过定值电阻的电流为I1＝＝，流过电动机的电流为I2＝2.4I－I1＝，D错误。故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $