课时分层检测(13) 电磁感应中的电路及图像问题-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 得分 课时分层检测（十三） 电磁感应中的电路及图像问题 …。基础达标练 :4.如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的 0… 磁场中，产生了感应电流（电流方向沿abcda 1.如图所示，正方形金属线 为正方向)。若规定垂直纸面向里的方向为 圈位于纸面内，边长为 磁场的正方向，能够产生如图乙所示电流的 L,匝数为V,电阻为R, 磁场为 过ab中点和cd中点的 连线OO'恰好位于垂直 b 于纸面向里的匀强磁场 的右边界上，磁感应强度 为B,当线圈从图示位置绕OO转过90°时， 穿过线圈某横截面的总电荷量为 ( A.BL2 B.NBL2 C.BL2 D. NBL2 ·2R 2R B 2.如图所示，用均匀导线制成的 a 正方形线框边长为1m,线框 的一半处于垂直线框向里的 有界匀强磁场中。当磁场以 A B 0.2T/s的变化率增强时，a、b 5.如图所示，空间存在垂 两点的电势分别为Pap6,回 直于纸面的匀强磁场， 路中电动势为E,则() 在半径为a的圆形区 A.pa<p,E=0.2 V B.papE=0.2 V 域内部及外部，磁场方 C.9a<%,E=0.1VD.pa>p%,E=0.1V 向相反，磁感应强度的 3.如图所示，在虚线 Mx 大小均为B。一半径 MN右侧有匀强磁 为b(b>a)、电阻为R 场，方向垂直于纸面 B 的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形 向里。闭合正方形 区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均 线框ABCD在外力 匀地减小到零的过程中，通过导线环截面的 作用下以速度？向 Nx 电荷量为 ( ) 右匀速运动，在运动 过程中B、D连线始终与边界MN垂直。以 A.B162-2a21 B.πB(b2+2a2) R R D点到达边界MN为计时起点，规定顺时针 方向为电流正方向，则在线框进入磁场过程 C.xB(62-a2) D.B(62+a2) R R 中，线框中电流I随时间t变化的关系图像 ) 6.(多选)空间中存在着竖直方向的磁场，一圆 正确的是 形金属框水平放在磁场中，规定磁感应强度 方向和线圈中感应电流方向如图甲所示时 为正。某时刻开始计时线圈中产生了如图 乙所示的感应电流，则磁感应强度随时间变 化的图线可能是 A 0 234t/s 甲 乙 153 班级 姓名 得分 ◆B/T B/T :9.如图所示，光滑平行金属 导轨PN与QM相距1m, 5 t/s 5ts 电阻不计，两端分别接有 ×米 电阻R1和R2,且R1= B ××米 B/T AB/T 62,R2=32,垂直PN、 QM放置的ab导体棒电 Qx××M b 阻为22。垂直穿过导轨 4 1234t/s 平面的匀强磁场的磁感应强度为1T。现使 D ab以恒定速度v=3m/s匀速向右移动，求： …0f 能力提升练 0… (1)导体棒上产生的感应电动势E; (2)R1与R2分别消耗的电功率。 7.如图所示，竖直平面内有 A B 一金属圆环，半径为a, 总电阻为R,磁感应强度 ×× 为B的匀强磁场垂直穿 过环平面。环的最高点 B A用胶链连接长度为2如、电阻为的导体榨 AB,AB由水平位置紧贴环面摆下，导体棒 与圆环接触良好，当摆到竖直位置时，B点 的线速度为，则这时A、B两端的电压大 小为 ( ) …。情景创新练 0 A B. Bav 6 10.如图所示，导线全部为 裸导线，半径为r、两端 c. 2Bav D.Bav 开有小口的圆内有垂直 8.面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈，处 于纸面向里的匀强磁 在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t: 场，磁感应强度大小为 变化的规律是B=0.021(T),电阻R=32,: B,一根长度大于2r的导线MN以速度v 电容器的电容C=30F,线圈电阻r= 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端， 12,求： 电路中定值电阻阻值为R,其余部分电阻均 忽略不计，试求MN从圆环左端滑到右端 的过程中，试求： (1)通过电阻R的最大感应电流； (2)通过电阻R的电荷量； (3)当导线MN通过圆环中心时，如果导线 (1)通过R的电流方向和4s内通过导线横 MN接入电路的电阻为R。,电阻R两端的 截面的电荷量； 电压。 (2)电容器的电荷量。 154断开S的瞬间，由于线圈要想维持，不变，而与L1组成闭：6.AC[线圈面积不变，电阻不变，根据法拉第电磁感应定 合回路，因此通过L1的最大电流为1A 所以此时L1两端的电压为U=I·Rs=10V。 体，感应电动劳E=兽=S智感应电流1是亮× (2)断开S前，流过L的电流为0.5A且大小不变，而断开！ ,即感应电流大小与Bt图像斜率成正比，1~28感应 S的瞬间，通过I1的电流突变为1A,且方向也发生变化， 然后渐渐减小到零，所以它的图像如图所示(t。为断开S的 电流为0，即B-t图像斜率为0，故B错误；根据楞次定律 时刻)。 “增反减同”的原则知，01s要产生顺时针方向的感应电 ↑IIA 流，磁场可能是正向增大，也可能是负向减小，故D错误： 0.5 2~4$感应电流为负向，磁场可能是正向减小或者负向增 t/s 大，而且根据电流大小关系，B-t图像在0一1s的斜率等于 -1- 2~4s斜率的二倍，故A、C正确。门 :7.A[导体棒AB摆到竖直位置时，AB切割磁感线产生的 答案(1)10V(2)图见解析 10.B[断开开关瞬间，通过线图从左向右的电流减小，线图： 瞬时感应电动势E=B:2a·号=Bau。外电路电阻大小 的自感阻碍原电流的减小，所以线圈中从左向右的电流逐 渐减小。而断开开关前，电路稳定时通过线圈的电流大于 R.R 通过A灯的电流，所以断开开关瓣间，通过A灯的电流由 为R外= 又又=R,由闭合电路欧姆定律有Us= R+R41 d到c且大于通过A灯的原电流，所以A灯突然闪亮一下 2+2 再熄灭，d点电势比c,点高，故A错误，B正确；开关闭合 E。XR=Bau,故A正确。] 后，电容器两端电压为路端电压，开关断开后，电容器继续 43 充电，两端电压要达到电动势的大小，所以电容器两端电 + 压增大，电容器充电瞬间B灯中有电流流过，所以B灯可8.解析(1)由楞次定律可求得电流的方向为逆时针，通过R 能亮一下后熄灭，故C、D错误。 的电流方向为b·a。 11.解析(1)火线和零线采用双线绕法，正常工作时通过两： 由法拉第电磁感应定律可得 线的电流时刻大小相等方向相反，在铁芯中磁通量时刻为 零，因此，在Q所接线圈中不会产生电磁感应，a、b间没有 E=a会9s20-100x0.2x0.02V=04V 电压。 由闭合电路欧姆定律得电路中的电流 (2)手误触火线时，相当于把入户线短接，通过人体的电流 不通过线圈，所以火线通过的电流大于地线通过的电流， 1,常A=01N 在铁芯中磁通量不再为零，因此，在Q所接线圈中产生电 4s内通过导线横截面的电荷量g=It=0.4C。 磁感应，、b间有电压，Q会断开，从而保护了用户的用电 (2)Uc=LUR=IR=0.1×3V=0.3V 安全。 Q=CU=30×106X0.3C=9X10-C。 答案见解析 答案(1)方向由b·a0.4C(2)9×10C 课时分层检测（十三） !9.解析(1)导体棒产生的感应电动势 1.D[正方形金属线圈从题图所示位置转过90°时，磁通量变 化量为△0=B·合= 2.9-NAO NBL E=BL0=1×1×3V=3V。 R 2R,故D (2)整个电路的总电阻R=7RRR=40 正确。] 2.C[此题线框的左边部分相当于电源， 号体棒中的电流1=長-是入 画出等效电路如图所示，由题意得B t 则外电压的大小U=E-=3V-是×2V=1.5V 0.2T/s,故E=△地-△B ·S=0.1V,由 △t△t U2=3W 楞次定律可知，线框内的感应电流方向 则R,消耗的电功率P,=R=8 为逆时针，a点电势低于b点电势，即9。<9，故选项C R消耗的电功率卫，=尺=W。 正确。] 3.A「线框进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度先增大！ 答案a)3V(2)gw是w 后减小，则感应电动势先增大后减小，感应电流也是先增大 后减小，又由楞次定律可知感应电流方向是逆时针方向，则10，解祈析)MN向右滑动时，切割磁感线的有效长度不断 电流为负值，故选A。] 变化，当MN经过圆心时，有效切割长度最长，此时感应电 4.D[由题图乙可知，0~t1内，线框中电流的大小与方向都！ 动势和感应电流达到最大值，所以【=R mas=2Bru 不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中磁通量的变化 R 率不变，故0t,内磁感应强度与时间的关系图线是一条倾 (2)流过电阻R的电荷量等于平均感应电流与时间的乘 斜的直线，A、B错误：又由于0~t时间内电流的方向为 正，即沿abcda方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的 叔：所以g=1△=0R·出-08只 R 磁场方向垂直纸面向里，故0~t1内原磁场垂直纸面向里减！ (3)根据闭合电路欧姆定律得'= E 2Bru 小或垂直纸面向外增大，C错误，D正确。] R+RR+Ro 5.A[设开始时穿过导线环向里的磁通量为正值，中，=· 剥电阻R两端的电压为U=R】 Bπa,则向外的磁通量为负值，重=一B·π(b一a),总的 磁通量为它们的代数和（取绝对值），中=B·πb一2a|,末 答案1)2r%(2)B R a2爱 态总的磁通量为=0，由法拉第电磁感应定律得平均感应！ 课时分层检测（十四） 电动势为E=A她，通过导线环藏面的电荷量为9=卡 E △t ·1.A[根据楞次定律知圆环中感应电流的方向为顺时针方 y=B6.2a⊥，A项正确] 向，再由左手定则判断可知圆环所受安培力竖直向下，对圆 R 环受力分析，根据受力平衡有Fr=g十F安，得FT>mg, 239