第2章 专题探究7 电磁感应中的图像问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

电 专题探究七电磁感应中的图像问题 于错题本 黑题 专题强化 限时：45min 题型1感应电流图像 QMNP方向的电流为正，则导线框中的电流 1.转(2025·河北邯郸模 随时间的变化规律描绘正确的是 拟)如图所示，有界匀强磁 3 场的宽度为2L,方向垂直 纸面向里，边长为L的等边三角形线圈abc位 于纸面内.t=0时刻，bc边与磁场边界垂直且c B 点在磁场边界上.当线圈沿垂直于磁场边界的 方向以速度v匀速穿过磁场时，线圈中的感应 电流i随时间t变化的图像可能是( )(取 逆时针方向为感应电流的正方向) 题型2电势差图像 3.*(2025·北京昌平期末)如图，空间中存 在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的 B 竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP.导体棒两端的电势差u随时间t变化的图 像可能正确的是 ( B 2.(2025·黑龙江大庆模 “0 拟)将一均匀导线围成一闭 () 合的环状扇形线框MNPQ,: OPN 图(a) 图(b) 2B B 其中0Q=R,0M=3R,圆弧· MN和PQ的圆心均为O点，O点 为直角坐标系的原点，其中第二和 第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其 磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面 向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B.从t= 0时刻开始让导线框以O点为轴，以恒定的角 速度ω沿逆时针方向匀速转动，规定沿 第二章黑白题053 4.禁某铁路安装有一种电磁装置可以向控制 中心传输信号，以确定火车的位置和运动状 态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装 D 在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图）， 6.转如图，正方形线框A的边长为1、总电阻为 当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便 R.磁场区域的宽度为2L,磁感应强度为B,方 产生一个电信号传输给控制中心.线圈边长分 别为l1和l2,匝数为n,线圈和传输线的电阻 向垂直纸面向里线框在一水平恒力F作用下 忽略不计.若火车通过线圈时，控制中心接收 沿光滑水平面向右运动，已知线框一进入磁场 到线圈两端的电压信号”与时间t的关系如 便做匀速运动.从线框一进入磁场到完全离开 图乙所示(ab、cd均为直线)，1、t2、t3、t4是运 磁场的过程中，它的加速度a随坐标值x的图 动过程的四个时刻，则火车 ( 像不可能是 铁轨 讲解 线圈 火车 控制中心 甲 乙 A.在t2~t3时间内做匀速直线运动 B.在t3~t4时间内做匀减速直线运动 C.在七1~2时间内加速度大小为 u2-u1 BL1(t2-t1) D.在t1~t2时间内和在t3~ta时间内阴影面积 相等 题型3速度、加速度、安培力图像 m 5.**(2024·福建厦门 期末)如图所示，足够长 7.整如图，空间某区域内存在沿 的光滑U形金属导轨固 水平方向的匀强磁场，一正方形 定在绝缘水平面上，其 闭合金属线框自磁场上方某处自 电阻不计，导体棒αb垂直放在导轨上，整个装 由释放后穿过磁场，整个过程线 置处于竖直向上的匀强磁场中.t=0时，垂直 框平面始终竖直线框边长小于磁 于ab施加水平向右恒力F,使ab从静止开始 场区域上下宽度.若不计空气阻力，以线框刚进 加速，作用一段时间后，撤掉外力F,运动过程 入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力 中导体棒始终垂直导轨，下列关于导体棒ab F随时间t变化的图像中，错误的是 速度随时间变化图像中可能正确的是( 选择性必修第二册黑白题054(3)b离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对 称性有-t,=。-gsin37°·t, 解得t=1s, 从b返回磁场到均静止，组成的系统动量守恒，由动量守恒 定律有m1v1-m2,=0, 解得v1=6m/s, 即b返回磁场时，a的速度为6m/s,t时间内对导体棒a由 动量定理可得Ft-Bl1=m1v1-m1a, 又有7E, 联立解得t时间内的位移为x=5m, 根据能量守恒定律有Q总=Fx+ m2+2=3951 1 9.(1)1T(2)0.3m(3)0.3nJ 解析：（1)当h=2L时，bc边进入磁场时线框的速度v= √2gh=2√g缸=2m/s,此时金属框刚好做匀速运动，则 有mg=BL, 又1sEB 发，联立解得8=代人数据得B=1T (2)当h>2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度 to=√2gh>2√gZ,即有mg<BIL. 金属框完全出磁场后做匀加速直线运动，加速度为g,经过 的位移为L,设线框再次进磁场时的速度为'，则有2= 2+2gL,解得v'=√6m/s. 根据题意可知，为保证金属框b边每次出磁场时都刚好做 匀速运动，则应有v'=o=√2gh,即有h=0.3m. (3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热 量为Q。,则根据能量守恒有2m+mg(2L)=之m2+Q,代 入解得Q。=0.3J,则经过前n个磁场区域时线框上产生的总 的焦耳热Q=nQ。=0.3nJ. 专题探究七电磁感应中的图像问题 黑题专题强化 1.A2.B 3.C解析：如图所示，导体棒匀速转动，设速度为v,设导体棒 从a到b过程某一点，棒转过的角度为0，则导体棒垂直磁感 线方向的分速度为v,=cos0,可知导体棒垂直磁感线的分 速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过b点和b 点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据u=BLm1, 可知导体棒两端的电势差“随时间t变化的图像为余弦图 像故选C. 棒 “0P B 4.D解析：A.根据动生电动势表达式E=BL可知，感应电动 势与速度成正比，而在b段的电压随时间均匀增大，可知在 t1~t2时间内，火车的速度随时间也均匀增大，火车在这段时 间内做的是匀加速直线运动；在t2~t3时间内，这段时间内 电压为零，是因为线圈没有产生感应电动势，不是火车做匀 速直线运动；cd段的电压大小随时间均匀增大，可知在t3~t4 选择性必修第二册 时间内，火车的速度随时间也均匀增大，火车在这段时间内 做的是匀加速直线运动，AB错误：C.假设t1时刻对应的速 度为v1,2时刻对应的速度为2，结合图乙可得，山1=nBl心1， 山=nB2,故这段时间内的加速度为a=,-”= t2-t1 nB叫(6-)C错误：D.假设磁场的宽度为d,可知在- u2-u1 和t3~t4这两段时间内，线圈相对于磁场通过的位移大小均 为d,根据u=nBL,v,可得∑u·t=∑nBL,v·t=nBL,∑v·t= nB以，x,可知在t1~t2时间内和在t3~t,时间内阴影面积均 为S=nB,d,D正确.故选D. 5.A B解析：线框受到的安培力F生=B肌=R,b边刚进人磁 场时，线框做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F= ,线框所受合力为零，在0~l位移内，加速度a=0;线框 R 完全进入磁场后，在1~2位移内，穿过线框的磁通量不变， 感应电流为零，不受安培力作用，所受合外力为F,加速度 a=元，线框做匀加速直线运动；当b边离开磁场时，线框的 F 速度大于进入磁场时的速度，所受安培力大于拉力F,加速 F安'-FB2Pv' 度a= m mR m ,线框做减速运动，速度'变小，加 速度α减小，线框做加速度减小的减速运动，在2l~3l位移内 加速度逐渐减小，故ACD都有可能，B不可能，故选B. 7.A解析：AC.若线框进入磁场时重力小于安培力，由牛顿第 二定律有B R-mg=ma1,线框做减速运动，安培力诚小，加 速度减小，做加速度减小的减速运动，完全进人后只受重力， 线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，安培力减 小，做加速度减小的减速运动，故A错误，C正确：B.若线框 进入磁场时重力恰好等于安培力，则线框匀速进入磁场，电 流不变，安培力不变，完全进入后只受重力，线框加速，离开 磁场时安培力大于重力，速度减小，安培力减小，则做加速度 减小的减速运动，故B正确；D.若进入时重力大于安培力，由 牛顿第二定律有mg B2Lv R =ma2,做加速运动，安培力增大， 加速度减小，做加速度减小的加速运动，完全进入后只受重 力，线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，安培 力减小，则做加速度减小的减速运动，故D正确本题选错误 的，故选A 第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 白题基础过关 1.B2.C3.B4.A5.B6.C7.B8.B9.C 10.A △Φ 11.D解析：A根据法拉第电磁感应定律有E=n,线圈匝 数越多，产生的感应电动势越大，感应电流越大，电磁阻尼 现象越明显，即若减少线圈的匝数，会影响电磁减震系统的 减震效果，故A错误：B.振动过程中，穿过线圈的磁场方向 不变，但在强磁体靠近和远离线圈时，穿过线圈的磁通量的 变化情况不同，根据楞次定律可知，感应电流方向也会发生 变化，即振动过程中，线圈中感应电流的方向会发生变化， 黑白题22