课后限时练18 电学中的图像问题(培优课)（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

课后限时练18 1．C　[由于球壳内的电场强度处处为零，试探电荷在球壳内不受电场力，电场力不做功，试探电荷的电势能保持不变。球壳外的电场强度随离球心的距离r的增加而减小，带正电的试探电荷受到的电场力方向与速度方向相同，电场力做正功，试探电荷的电势能随r的增加而减少，但减少得越来越慢。故选C。] 2．A　[t＝0.01 s时感应电流最大，感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，A正确；t＝0.01 s时感应电流最大，感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量变化最快，B错误；t＝0.02 s 时感应电流最大，感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量最小，C错误；交流电流表的示数为I＝＝10 A，D错误。] 3．C　[灯泡L1的额定电流为I1＝＝0.5 A，灯泡L2的额定电流为I2＝＝1 A，由于电路中只有一个灯泡正常发光，故电路中的电流为0.5 A，即电流表的示数为0.5 A，A错误；由题图甲知，电压表测灯泡L2两端的电压，由题图乙知，A为灯泡L2的I－U 图像，则电压表的示数为2 V，B错误；电路的输出功率P＝I(U1＋U2)＝0.5 A×(6 V＋2 V)＝4 W，C正确；电源的内电压为U＝E－(U1＋U2)＝9 V－(6 V＋2 V)＝1 V，由欧姆定律的推导式得，电源内阻为r＝＝2 Ω，D错误。] 4．C　[0~2 s内，磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误。3~4 s内，根据法拉第电磁感应定律有E＝nS＝8 V，故B错误。3~4 s内，由题图可知磁场的方向垂直纸面向里且在减小，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向沿顺时针方向；4 ~ 5 s内，由题图可知磁场的方向垂直纸面向外且在增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向沿顺时针方向，线圈有缩小的趋势，故C正确，D错误。] 5．A　[设某时刻棒接入导轨的长度为L，单位长度阻值为r0，电流I＝，因R＝3Lr0，解得电流I＝ L＝ma，当弹簧弹力等于安培力后，导体棒做匀速直线运动；同理，若初始弹簧弹力较小，导体棒先做加速度减小的减速运动，后做匀速直线运动，故A正确，B错误；因I＝，则电流强度的变化规律应该与速度的变化规律相同，C错误；根据q＝It，则q－t图像斜率表示电流强度，故q－t图像斜率应先增大后不变或先减小后不变，D错误。] 6．C　[电容器放电，相当于电源，金属棒在安培力的作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，即金属棒受到的安培力减小，直至减小到零，所以金属棒做加速度减小的加速运动，直至加速度减小到零之后，导体棒做匀速直线运动，故B、D错误；电容器放电时，金属棒在安培力的作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，根据q＝It知q－t图线的斜率绝对值减小，最终金属棒的电动势等于电容器两极板间的电势差时达到稳定，则电容器所带电荷量不会减小到零，故C正确；金属棒两端的电压始终等于电容器两极板间的电势差，为Uab＝，电容器放电时，电容器所带电荷量减小，到最终不变，所以金属棒两端的电压先减小后不变，故A错误。] 7．B　[由题图(b)可知在0~t0时间段内回路中产生的感应电动势大小为E＝，根据闭合电路欧姆定律得此时间段的电流大小为I＝，此时金属棒所受安培力大小为F＝BIL＝，故A错误，B正确；由题图(b)可知在t＝时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知回路中产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C错误；由题图(b)可知在t＝3t0时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒向下运动的过程中磁通量增加，根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左，故D错误。] 8．C　[根据右手定则和左手定则可知，导体棒在斜面方向有mgsin θ－＝ma，可得a＝gsin θ－，可知速度逐渐增加，其他物理量不变时，加速度逐渐减小，而v－t图像中斜率表示加速度，由选项A图可知加速度逐渐增加，与分析不符合，A错误；根据a＝gsin θ－＝－＝－，由于加速度逐渐减小，a－t图像的斜率逐渐减小，B错误；开始时，合力方向沿斜面向下，位移沿斜面向下，安培力做负功，导体棒的机械能减少，在很短一段位移Δx内，根据功能关系可得ΔE＝BILΔx＝·Δx，所以E－x图像的斜率表示安培力，随着速度增大，安培力增大，图像的斜率绝对值增大，最后匀速运动时，安培力不变，则E－x图像的斜率不变，C正确；由电荷量的计算公式可得q＝IΔt，在电磁感应中，电流与磁通量的关系为I＝，联立可得q＝，可知电荷量与位移成正比，D错误。] 3/3 学科网（北京）股份有限公司 $ 课后限时练18　电学中的图像问题(培优课) 说明：选择题每小题4分，本试卷总分32分 1．(2025·江苏镇江高三下开学考试)如图所示，均匀带正电的薄球壳上有一小孔A，带正电的试探电荷(不计重力)从球心O以足够大的初速度沿OA方向射出。取无穷远处的电势为0，则关于试探电荷受到的电场力大小F、电势能Ep与离开球心的距离r的关系图像可能正确的是(　　) 　 A　　　 　　　　B 　 C　　　 　　　　D 2．如图甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，下列判断正确的是(　　) A．t＝0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 B．t＝0.01 s时穿过线圈的磁通量变化最慢 C．t＝0.02 s时穿过线圈的磁通量最大 D．交流电流表的示数为10 A 3．用标有“6 V　3 W”的灯泡L1、“6 V　6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E＝9 V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时(　　) A．电流表的示数为1 A B．电压表的示数约为6 V C．电路输出功率为4 W D．电源内阻为1 Ω 4．图甲为100匝面积为100 cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，t＝0时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．0～2 s内，线圈中感应电流的方向为顺时针 B．3～4 s内，线圈中感应电动势大小为0.08 V C．3～4 s和4～5 s内，线圈中感应电流方向相同 D．第5 s内，线圈有扩张的趋势 5．(2025·江苏连云港一模)如图所示，水平光滑金属导轨OA、OB间的夹角为60°，固定放置在方向竖直向下的匀强磁场中。轻质绝缘弹簧右端固定在C点，弹簧轴线平分∠AOB，C、O间距恰为弹簧的原长，导体棒与弹簧左端连接并垂直于弹簧，棒与导轨单位长度的阻值相同。棒从图示位置以初速度v0向右运动到O点的过程中，棒的速度v、加速度a、回路中电流I、通过O点的电荷量q随时间t变化的图像可能正确的是(　　) 　 A　　　　B　　　　C　　 　　D 6．如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧连接电池E和电容器C，单刀双掷开关S接1，金属棒ab在导轨上处于静止状态，在t0时刻S接2，金属棒ab在导轨上向右运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻。则金属棒两端电压Uab、速度v、电容器所带电荷量q、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 7．如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在t＝0到t＝2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则(　　) A．在t＝时，金属棒受到安培力的大小为 B．在t＝t0时，金属棒中电流的大小为 C．在t＝时，金属棒受到安培力的方向竖直向下 D．在t＝3t0时，金属棒中电流的方向向右 8．(2024·江苏苏锡常镇二模)如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻R，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场B，一质量为m、电阻不计的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度v与时间t的关系、加速度a与时间t的关系、机械能E与位移x的关系以及通过导体棒的电荷量q与位移x的关系，其中可能正确的是(　　) A． B． C． D． 4/4 学科网（北京）股份有限公司 $