備戰(zhàn)2019年高考物理 考點(diǎn)一遍過 考點(diǎn)51 電磁感應(yīng)圖象問題（含解析）

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1、電磁感應(yīng)圖象問題 一、電磁感應(yīng)中的圖象問題 1．圖象類型 電磁感應(yīng)中主要涉及的圖象有B–t圖象、Φ–t圖象、E–t圖象和I–t圖象。還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即E–x圖象和I–x圖象。 2．常見題型：圖象的選擇、圖象的描繪、圖象的轉(zhuǎn)換、圖象的應(yīng)用。 3．所用規(guī)律 一般包括：左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等。 4．常見題目類型： 問題類型 解題關(guān)鍵 由給定的電磁感應(yīng)過程選出正確的圖象 根據(jù)題意分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、明確“＋、–”號的含義，結(jié)合數(shù)學(xué)知識做正確的判斷 由一種

2、電磁感應(yīng)的圖象分析求解出對應(yīng)的另一種電磁感應(yīng)圖象的問題 （1）要明確已知圖象表示的物理規(guī)律和物理過程； （2）根據(jù)所求的圖象和已知圖象的聯(lián)系，對另一圖象做出正確的判斷進(jìn)行圖象間的轉(zhuǎn)換 由電磁感應(yīng)圖象得出的物理量和規(guī)律分析求解動(dòng)力學(xué)、電路等問題 從圖象上讀取有關(guān)信息是求解本題的關(guān)鍵，圖象是數(shù)理綜合的一個(gè)重要的窗口，在運(yùn)用圖象解決物理問題時(shí)，第一個(gè)關(guān)鍵是破譯，即解讀圖象中的關(guān)鍵信息（尤其是過程信息），另一個(gè)關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換，即有效地實(shí)現(xiàn)物理信息和數(shù)學(xué)信息的相互轉(zhuǎn)換。 5．題型特點(diǎn) 一般可把圖象問題分為三類： （1）由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象； （2）由給定的有關(guān)圖象分析電磁

3、感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量； （3）根據(jù)圖象定量計(jì)算。 6．解題關(guān)鍵 弄清初始條件，正負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵。 7．解決圖象問題的一般步驟 （1）明確圖象的種類，即是B–t圖象還是Φ–t圖象，或者是E–t圖象、I–t圖象等； （2）分析電磁感應(yīng)的具體過程； （3）用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系； （4）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式； （5）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等。 （6）畫出圖象或判斷圖象。 二、電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法

4、 1．排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢（增大還是減?。?、變化快慢（均勻變化還是非均勻變化），特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。 2．函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法。 三、分析物理圖象常用方法 1．定性分析物理圖象 （1）要明確圖象坐標(biāo)軸的意義； （2）借助有關(guān)的物理概念、公式、定理和定律做出分析判斷。 2．定量計(jì)算 （1）弄清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系； （2）挖掘圖象中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖線的斜率（或其絕對值）、截距所

5、表示的物理意義。 （2018·福建省霞浦第一中學(xué)高二下學(xué)期第一次月考）如圖所示，圖中有一有界勻強(qiáng)磁場，以虛線為界，其右側(cè)磁場方向垂直紙面向外，正方形金屬框邊長是，電阻為，自線框從左邊界進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)，在外力作用下由靜止開始，以垂直于磁場邊界的恒定加速度進(jìn)入磁場區(qū)域，時(shí)刻線框全部進(jìn)入磁場。若外力大小為，線框中電功率的瞬時(shí)值為，線框磁通量的變化率為，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為，（其中圖象為拋物線）則這些量隨時(shí)間變化的關(guān)系正確的是 A． B． C． D． 【參考答案】BD 【詳細(xì)解析】A、線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度v=at，感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv，線框進(jìn)入磁場過程中受

6、到的安培力，由牛頓第二定律得：，則，故A錯(cuò)誤；B、電荷量，故B正確；C、線框的位移，，故C錯(cuò)誤；D、感應(yīng)電流，線框的電功率，故D正確；故選BD。 【名師點(diǎn)睛】由線框進(jìn)入磁場中切割磁感線，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知速度與時(shí)間關(guān)系；再由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得出產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢與速度關(guān)系；由閉合電路歐姆定律來確定感應(yīng)電流的大小，并由安培力公式可確定其大小與時(shí)間的關(guān)系；由牛頓第二定律來確定合力與時(shí)間的關(guān)系；最后電量、功率的表達(dá)式來分別得出各自與時(shí)間的關(guān)系。 1．（2018·山東省壽光市第一中學(xué)高二12月月考）如圖所示，閉合導(dǎo)體框abcd從高處自由下落，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，從bc邊開始進(jìn)入磁場到ad邊即將進(jìn)入

7、磁場的這段時(shí)間里，下列表示線圈運(yùn)動(dòng)情況的速度一時(shí)間圖象可能的有 A． B． C． D． 【答案】ACD 【解析】在bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，若重力恰好等于安培力，則物體受力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；在bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，如果重力大于安培力，加速度向下，線圈進(jìn)入磁場做加速運(yùn)動(dòng)，由于速度增加會(huì)所得感應(yīng)電流增加，安培力增加，所以線圈的合力是在減小的，加速度也在減小，這個(gè)過程是變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)安培力增加到等于重力，線圈就做勻速運(yùn)動(dòng)，故線圈不可能做勻加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；若bc剛進(jìn)入磁場時(shí)F

8、，C正確；若bc剛進(jìn)入磁場時(shí)F>mg，mg–F=ma，金屬棒減速運(yùn)動(dòng)，速度減小則F減小，則a減小，即線圈做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，D正確。所以ACD正確，B錯(cuò)誤。 2．如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻為R的定值電阻，電阻為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。時(shí)對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，通過定值電阻R的電荷量q隨時(shí)間的平方變化的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于穿過回路的磁通量、金屬棒的加速度a、外力F、通過電阻R的電流I隨時(shí)間t變化的圖

9、象中正確的是 A B C D 【答案】C 【解析】由圖看出，q=kt2，則，即通過R的感應(yīng)電流隨時(shí)間t增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得知，穿過回路的磁通量是非均勻變化的，Φ–t應(yīng)是曲線，故A錯(cuò)誤；設(shè)金屬棒長為L，由乙圖象得，，k是比例系數(shù)，則加速度不變，故B錯(cuò)誤；由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知F–F安–mgsinθ=ma，知，v隨時(shí)間均勻增大，其他量保持不變，故F隨時(shí)間均勻增大，故C正確；通過導(dǎo)體棒的電流，I–t圖象為過原點(diǎn)直線，故D錯(cuò)誤；故選C。 【名師點(diǎn)睛】對于圖象問題一定弄清楚

10、兩坐標(biāo)軸的含義，尤其注意斜率、截距的含義，對于復(fù)雜的圖象可以通過寫出兩坐標(biāo)軸所代表物理量的函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行分析。 （2018·安徽省六安市舒城中學(xué)高二下學(xué)期期中考試）如圖所示，在虛線MN的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，邊長為a的正三角形金屬線框平行紙面放置，t＝0時(shí)刻，頂點(diǎn)恰好在磁場的左邊界上，一邊平行磁場邊界MN?，F(xiàn)令該金屬線框勻速進(jìn)入磁場區(qū)域，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E、電流I、所施加的外力F、安培力做功的功率P隨時(shí)間t的變化關(guān)系的圖象中正確的是 A． B． C． D． 【參考答案】B 【詳細(xì)解析】線框進(jìn)入磁場時(shí)，有效切割長度均勻增大，由E=BLv知

11、，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢均勻增大，E–t圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的直線，故A錯(cuò)誤。由知，E均勻增大，R不變，則I均勻增大，I–t圖象是過原點(diǎn)的直線，故B正確。由平衡條件知，F(xiàn)與安培力大小相等，則，L均勻增大，則F–t圖象應(yīng)是曲線，故C錯(cuò)誤。安培力做功的功率P=Fv，則知P–t圖象應(yīng)是曲線，故D錯(cuò)誤。故選B。 【名師點(diǎn)睛】先根據(jù)E=BLv分析感應(yīng)電動(dòng)勢的變化；再由歐姆定律分析感應(yīng)電流的變化，由平衡條件和安培力公式F=BIL分析外力F的變化；由功能關(guān)系分析P的變化。 1．如圖所示，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻。線框下落過程形狀不

12、變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場方向垂直。設(shè)OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律 【答案】A 【解析】由題意可知，線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，最終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，速度較小，線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，線框所受安培力小于重力，則線圈進(jìn)入磁場的過程做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，圖象C有可能；若線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度較大，線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，線框所受安培力大于重力，則線框進(jìn)入磁場時(shí)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，圖象B有可能；若線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度合適，線框所受安培力等于重力，則

13、線框勻速進(jìn)入磁場，圖象D有可能；由分析可知選A。 【名師點(diǎn)睛】本題考查電磁感應(yīng)、牛頓定律及v–t圖象。關(guān)鍵是分析線圈的受力情況，然后根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行判斷；此題意在考查考生對電磁感應(yīng)規(guī)律的理解和認(rèn)識。 2．（2018·北京市第四中學(xué)高二年級下學(xué)期期中考試）如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框ABCD固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線垂直于線框所在平面且向里。規(guī)定垂直于線框所在平面向里為磁場的正方向；線框中電流沿著逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。要在線框中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能為 【答案】B 【解析】A．在0~t0時(shí)間內(nèi)，磁場垂直紙面向里，且均勻減小，根據(jù)楞次定

14、律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCDA，與規(guī)定的正方向相反，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為定值，則感應(yīng)電流為定值，同理，在t0~2t0時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流的方向?yàn)锳DCBA，與規(guī)定的正方向相同，感應(yīng)電流為正值，且為定值，故A錯(cuò)誤。B．在0~t0時(shí)間內(nèi)，磁場垂直紙面向外，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)锳DCBA，與規(guī)定的正方向相同，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為定值，則感應(yīng)電流為定值，在t0~2t0時(shí)間內(nèi)，磁場方向垂直紙面向外，且均勻增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCDA，與規(guī)定的正方向相反，故B正確。C、在0~t0時(shí)間內(nèi)，磁場垂直紙面向里，且均勻減小，根據(jù)楞

15、次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCDA，與規(guī)定的正方向相反，感應(yīng)電流為負(fù)值，故C錯(cuò)誤。D、磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁通量不變，則不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。故選B。 如圖甲所示，無限長的直導(dǎo)線與y軸重合，通有沿+y方向的恒定電流，該電流在其周圍產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與橫坐標(biāo)的倒數(shù)的關(guān)系如圖乙所示（圖中x0、B0均為已知量）。圖甲中，坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，平行于x軸的兩固定的金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌右端接阻值為R的電阻，左端放置一金屬棒ab。ab棒在沿+x方向的拉力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)（ab始終與導(dǎo)軌垂直且保持接觸良好），產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變。已知ab棒的質(zhì)量為m，經(jīng)過x=x0處時(shí)的速度為v0，不計(jì)棒、

16、導(dǎo)軌的電阻。 （1）判斷ab棒中感應(yīng)電流的方向； （2）求ab棒經(jīng)過x=3x0時(shí)的速度和所受安培力的大小。 【參考答案】（1）ab棒中感應(yīng)電流的方向a→b （2）3v0 【詳細(xì)解析】（1）由安培定則判斷知導(dǎo)軌所在處磁場的方向垂直紙面向里，由右手定則判斷：ab棒中感應(yīng)電流的方向a→b。 （2）因棒中棒中感應(yīng)電流恒定不變，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢不變，有： B0Lv0=BLv 由圖象知 聯(lián)立得：v=3v0， 棒所受安培力的大小為： 1．一正三角形導(dǎo)線框ABC（高度為a）從圖示位置沿x軸正向勻速穿過兩勻強(qiáng)磁場區(qū)域。兩磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反、垂直于平面、寬度

17、均為a。下列圖象反映感應(yīng)電流I與線框移動(dòng)距離x的關(guān)系，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颉Ｆ渲姓_的是 A B C D 【答案】C 【解析】在線圈進(jìn)入磁場時(shí)磁通量增加，感應(yīng)電流形成的磁場與原磁場方向相反，可判斷感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，B錯(cuò)；在線圈穿出磁場時(shí)，磁通量減小，感應(yīng)電流形成的磁場與原磁場方向相同，可判斷感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針方向，D錯(cuò)；在由磁場1進(jìn)入磁場2的過程中有磁通量的變化不均衡，產(chǎn)生不了恒定的電流，故A錯(cuò)。由上分析知，C對。 【名師點(diǎn)睛】解電磁感應(yīng)的圖象問題的

18、一般解題步驟： （1）明確圖象的種類，即是B–t圖還是Φ–t圖，或者是E–t圖、I–t圖等。 （2）分析電磁感應(yīng)的具體過程判斷對應(yīng)的圖象是否分段，共分幾段。 （3）用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的方向。 （4）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。 （5）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。 （6）畫圖象或判斷圖象。 （2018·湖南省五市十校高二下學(xué)期期末考試）如圖所示的空間內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場。其方向垂直于紙面向里，磁場的右邊界為，在的右側(cè)有一矩形金屬框，邊與重合?，F(xiàn)使線框以邊為軸，按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。將、兩端連到示波器的輸入端。若電流從沿軸到為

19、正。則從示波器上觀察到的中電流隨時(shí)間變化的波形是 【參考答案】A 【詳細(xì)解析】線圈以ab邊為軸按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從cd邊剛好進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，線圈磁通量在變大，則感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻礙其變大，所以感應(yīng)電流方向是adcba，感應(yīng)電流大小在漸漸變小，電流為正方向；當(dāng)線圈平面與磁場垂直時(shí)感應(yīng)電流為零；線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到出離磁場時(shí)，電流方向?yàn)閍bcda，負(fù)方向；然而磁場只有一半，因此只有A選項(xiàng)符合條件。故選A。 【名師點(diǎn)睛】本題要分階段來判斷感應(yīng)電流的方向，對照正方向與圖線對比。同時(shí)也可以假設(shè)磁場沒有界，則感應(yīng)電流變化規(guī)律應(yīng)是余弦曲線，從而可快速確定當(dāng)一半磁場時(shí)的答案。 1．如圖甲所示，

20、矩形線圈位于一變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。用I表示線圈中的感應(yīng)電流，取順時(shí)針方向的電流為正。則圖丙中的I–t圖象正確的是 【答案】C 【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得：，所以線圈中的感應(yīng)電流決定于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化率。由圖乙可知，0~1 s時(shí)間內(nèi)，B增大，Φ增大，感應(yīng)磁場與原磁場方向相反（感應(yīng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向外），由右手定則，感應(yīng)電流是逆時(shí)針的，因而是負(fù)值，所以可判斷0~1 s為負(fù)的恒值；1~2 s為零；2~3 s為為正的恒值，故C正確，ABD錯(cuò)誤，故選C。 【名師點(diǎn)睛】此類問題不必非要求

21、得電動(dòng)勢的大小，應(yīng)根據(jù)楞次定律判斷電路中電流的方向，結(jié)合電動(dòng)勢的變化情況即可得出正確結(jié)果。 2．（2018·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)、大連八中、大連二十四中、鞍山一中、東北育才學(xué)校高三上學(xué)期期末考試）如圖所示，圖中兩條平行虛線間存有勻強(qiáng)磁場，虛線間的距離為2L，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形閉合線圈，ad與bc間的距離為2L且均與ab相互垂直，ad邊長為2L，bc邊長為3L，t＝0時(shí)刻，c點(diǎn)與磁場區(qū)域左邊界重合?，F(xiàn)使線圈以恒定的速度向v右運(yùn)動(dòng)，若b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I及ab間電勢差U隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能是 【答案】

22、BD 【解析】①t在時(shí)間內(nèi)，cd邊進(jìn)入磁場切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向?yàn)檎?，根?jù)感應(yīng)電動(dòng)勢大小公式E=BLv，可知切割長度均勻增大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢均勻增大，則感應(yīng)電流均勻增大；而隨著E的變化而變化，即均勻增大；②t在時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷增大，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，為正，線框有效的切割長度不變，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢大小公式：E=BLv，所以感應(yīng)電流不變，電壓Uab也不變；③t在時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷增大，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向?yàn)檎?，線框有效的切割長度均勻減小，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢大小均勻減小，所以感應(yīng)電流均勻減小，電壓Uab也均勻減?。虎躷在

23、時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷減小，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向?yàn)樨?fù)，線框有效的切割長度不變，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢大小公式E=BLv，感應(yīng)電動(dòng)勢不變，所以感應(yīng)電流不變，而恒定不變但變大，故BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。 【名師點(diǎn)睛】對于圖象問題可以通過排除法判斷，本題關(guān)鍵要理解感應(yīng)電動(dòng)勢公式E=Blv中，l是有效切割長度，并掌握右手定則或楞次定律。 1．如圖1所示，線圈abcd固定于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化情況如圖2所示。下列關(guān)于ab邊所受安培力隨時(shí)間變化的F–t圖象（規(guī)定安培力方向向右為正）正確的是 2．（2018·遼寧省阜新縣第二高級中學(xué)高二上

24、學(xué)期第一次月考）如圖所示，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針為正，那么在下列選項(xiàng)圖中能正確描述線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化情況的是 A． B． C． D． 3．紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于O點(diǎn)，兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，且不隨時(shí)間變化。一長為2R的導(dǎo)體桿OA繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為ω。t=0時(shí)，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖所示，若選取從O指向A的電動(dòng)勢為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢隨

25、時(shí)間變化的圖象可能正確的是 A B C D 4．（2018·遼寧省重點(diǎn)六校協(xié)作體高三上學(xué)期期中考試）如圖1所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。從時(shí)刻開始棒受到一個(gè)平行于導(dǎo)軌向上的外力F，由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，通過R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象

26、如圖2所示。下面分別給出了穿過回路abPM的磁通量φ、磁通量的變化率、棒兩端的電勢差和通過棒的電荷量q隨時(shí)間變化的圖象，其中正確的是 A． B． C． D． 5．三角形導(dǎo)線框abc放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，則在0~4 s時(shí)間內(nèi)，線框的ab邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象如圖所示（力的方向規(guī)定向右為正） 6．如圖，在水平面（紙面）內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)

27、時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i、穿過三角形回路的磁通量Φ、MN上安培力F的大小、回路中的電功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖線。可能正確的是 A B C D 7．（2018·河北省張家口市第一中學(xué)高三上學(xué)期同步練習(xí)）如圖甲所示，位于豎直面內(nèi)的兩金屬導(dǎo)軌平行且處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。導(dǎo)軌的一端與一電阻R相連，具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上且接觸良好并與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上有支撐水平金屬桿的套環(huán)，使金屬桿始終保持靜止。當(dāng)磁場的磁感

28、應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖乙所示變化時(shí)（規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎粢?guī)定套環(huán)對金屬桿的支持力向上為正，則如圖所示反映金屬桿所受的支持力F隨時(shí)間t變化和電阻R的發(fā)熱功率P隨時(shí)間t變化的圖線可能正確的是 A． B． C． D． 8．在空間存在著豎直向上的各處均勻的磁場，將一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈放入磁場中，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流方向如圖甲所示的方向?yàn)檎?。?dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示時(shí)，下圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是 A B

29、 C D 9．（2018·河北省張家口市第一中學(xué)高三上學(xué)期同步練習(xí)）如圖甲所示，電阻R=1 Ω、半徑r1=0.2 m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同，Q的半徑r2=0.1 m。t=0時(shí)刻，Q內(nèi)存在著垂直于紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則線框P中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是圖中的 A． B． C． D． 10．如圖所示，閉合導(dǎo)線框勻速穿過垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場

30、區(qū)域?qū)挾却笥诰€框尺寸，規(guī)定線框中逆時(shí)針方向的電流為正，則線框中電流i隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是 A B C D 11．（2018·陜西省西安中學(xué)高三第九次模擬考試）如圖所示，某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈abcd，從圖示位置（ab邊處于磁場區(qū)域的左邊界）垂直于磁場方向水平從磁場左側(cè)以速度v勻速拉過這個(gè)區(qū)域，其中ab=L，cd=3L，梯形高為2L，線框abcd的總電阻為R。下圖中，，則能正確反映該過程線圈中感應(yīng)電流

31、i隨時(shí)間t變化的是（規(guī)定adcba的方向?yàn)殡娏髡较颍? A． B． C． D． 12．如圖所示，兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場，寬度均為L，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B、2B。邊長為L的正方形線框從位置甲勻速穿過兩個(gè)磁場到位置乙，規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎瑒t感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是 A B C D 13．（2018·河北省張家口市第一中學(xué)高三上學(xué)期同步練習(xí)）一

32、閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，圖中箭頭為感應(yīng)電流I的正方向，如圖甲所示。已知線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是 14．如圖所示，閉合直角三角形線框，底邊長為l，現(xiàn)將它勻速拉過寬度為d的勻強(qiáng)磁場（l>d）。若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則以下四個(gè)I–t圖象中正確的是 A B C D 15．（2018·河南省洛陽市孟津縣第二高級中學(xué)高三9月月考調(diào)研考試）如圖所

33、示，一光滑導(dǎo)軌水平放置，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，以導(dǎo)軌的頂點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，導(dǎo)軌滿足方程y2＝ax，a為定值。一均勻?qū)w棒垂直于x軸在外力作用下由坐標(biāo)原點(diǎn)開始向x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好形成閉合回路，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E、回路電流I、通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量q，外力做的功W隨時(shí)間t變化規(guī)律圖象正確的是 A． B． C． D． 16．如圖所示，為三個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側(cè)邊界處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與

34、磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針方向時(shí)的電動(dòng)勢E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)的磁通量Φ為正值，外力F向右為正。則以下反映線框中的磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢E、外力F和電功率P隨時(shí)間變化規(guī)律圖象錯(cuò)誤的是 A B C D 17．（2018·湖南省長沙市雅禮中學(xué)高三上學(xué)期11月月考）鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置。能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖所示（俯視圖）。當(dāng)它經(jīng)過安放在

35、兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信號，通過和線圈相連的電壓傳感器被控制中心接收，從而確定火車的位置?，F(xiàn)一列火車以加速度a駛來，則電壓信號關(guān)于時(shí)間的圖象為 A． B． C． D． 18．如圖所示，水平面上固定一個(gè)間距L=1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌處在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌一端接阻值R=9 Ω的電阻。導(dǎo)軌上有質(zhì)量m=1 kg、電阻r=1 Ω、長度也為1 m的導(dǎo)體棒，在外力的作用下從t=0開始沿平行導(dǎo)軌方向運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律是，不計(jì)導(dǎo)軌電阻。求： （1）t=4 s時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力的大??； （2）請?jiān)谌鐖D所示的坐標(biāo)系

36、中畫出電流平方與時(shí)間的關(guān)系（I2–t）圖象。 19．如圖甲所示，在水平面上固定寬為L=1 m、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端接有R=0.5 Ω的定值電阻，在垂直導(dǎo)軌且距導(dǎo)軌左端 d=2.5 m處有阻值 r=0.5 ?、質(zhì)量 m=2 kg的光滑導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)。磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。第1 s內(nèi)導(dǎo)體棒在拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，1 s后，拉力F保持與第1 s末相同，導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，拉力F做功為W=11.25 J。求： （1）第1 s末感應(yīng)電流的大?。? （2）第1 s末拉力的大小及方向； （3）1 s后導(dǎo)體棒

37、從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。 20．如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.6 m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表V，電阻為r=2 Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1=2 Ω，R2=1 Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)。在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的磁場，CE=0.2 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。開始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫螅瑢饘侔羰┘右凰较蛴业暮懔，使金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹担饘侔粼诖艌鰠^(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中電壓表的示數(shù)始終保持

38、不變。求： （1）t=0.1 s時(shí)電壓表的示數(shù)； （2）恒力F的大??； （3）從t=0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量。 21．如圖甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平成θ=30°的長直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1=R2=2 Ω，導(dǎo)軌間距L=0.6 m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場，磁場上下邊界M1P1、M2P2的距離d=0.2 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s=0.1 m處，有一根阻值r=2 Ω的從屬棒ab垂

39、直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過整個(gè)磁場區(qū)域，取重力加速度g=10 m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求： （1）ab在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度大小v； （2）在t1=0.1 s時(shí)刻和t2=0.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率之比； （3）電阻R2產(chǎn)生的總熱量Q總。 22．如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。導(dǎo)軌與水平面成角固定在一范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上，兩根相同的金屬桿MN、PQ垂直放在金屬導(dǎo)軌上，金屬桿質(zhì)量均為，電阻均為。用長為的絕緣細(xì)線將兩金屬桿的中點(diǎn)相連，在下述運(yùn)動(dòng)中，金屬桿與金屬導(dǎo)軌始終接觸良好。 （1）在上施加平行于導(dǎo)軌的拉力，使保

40、持靜止，穿過回路的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律如圖乙所示，則在什么時(shí)刻回路的面積發(fā)生變化？ （2）若磁場的方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為，將細(xì)線剪斷，同時(shí)用平行于導(dǎo)軌的拉力使金屬桿以的速度沿導(dǎo)軌向上作勻速運(yùn)動(dòng)，求拉力的最大功率和回路電阻的最大發(fā)熱功率。 23．（2018·新課標(biāo)全國ⅠⅠ卷）如圖，在同一平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是 A． B． C．

41、 D． 24．（2016·四川卷）如圖所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F0+kv（F0、k是常量），金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流的功率為P，它們隨時(shí)間t變化圖象可能正確的有 25．（2014·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）如圖（a），線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，

42、測得cd間的的電壓如圖（b）所示，已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)的電流成正比， 則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是 A B C D 26．（2015·廣東卷）如圖（a）所示，平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4 m，導(dǎo)軌右端接有阻值R=1 Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長度也為L，從0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖（b）所示；

43、同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1 s后剛好進(jìn)入磁場，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求： （1）棒進(jìn)入磁場前，回路中的電動(dòng)勢E； （2）棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式。 27．（2014·山東卷）如圖甲所示，間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場。取垂直于紙面向里為磁場的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力），以初速度由板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)。當(dāng)和取某些特定值時(shí)，可使時(shí)刻入射的粒子經(jīng)時(shí)間恰

44、能垂直打在板上[ 8．B【解析】感應(yīng)定律和歐姆定律得，所以線圈中的感應(yīng)電流決定于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化率，由圖乙可知，0~1 s時(shí)間內(nèi)，B增大，Φ增大，感應(yīng)磁場與原磁場方向相反（感應(yīng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向外），由楞次定律，感應(yīng)電流是順時(shí)針的，因而是正值。所以可判斷0~1 s為正的恒值；在1~2 s內(nèi)，因磁場的不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢為零，所以感應(yīng)電流為零；同理2~4 s，磁場在減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流與原方向相反，即為負(fù)的恒值；根據(jù)感應(yīng)定律和歐姆定律得，可知，斜率越大的，感應(yīng)電動(dòng)勢越大，則感應(yīng)電流越大，故B正確，ACD錯(cuò)誤。 9．C【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)

45、電動(dòng)勢為：，再由歐姆定律得，P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為：I=0.01π（A），由楞次定律，得電流的方向是順時(shí)針方向，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選C。 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢，然后根據(jù)歐姆定律求解感應(yīng)電流。 【名師點(diǎn)睛】解題時(shí)先根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。再分兩段時(shí)間分析感應(yīng)電動(dòng)勢，由歐姆定律得到感應(yīng)電流的變化情況。感應(yīng)電動(dòng)勢公式E=Blv，L是有效的切割長度即與速度垂直的長度。 11．D【解析】當(dāng)右邊進(jìn)入磁場時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律得，感應(yīng)電流應(yīng)是逆時(shí)針方向，即正方向，由于有效切割長度逐漸增大，導(dǎo)致感應(yīng)電流的大小

46、也均勻增大；當(dāng)運(yùn)動(dòng)了時(shí)，線框右邊出磁場，又運(yùn)動(dòng)了過程中，有效切割長度不變，則產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小不變，但比剛出磁場時(shí)的有效長度縮短，導(dǎo)致感應(yīng)電流的大小比其電流小，但由楞次定律得，感應(yīng)電流應(yīng)仍是逆時(shí)針；當(dāng)線框左邊進(jìn)入磁場時(shí)，有效切割長度在變大，當(dāng)感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針，即是負(fù)方向且大小增大，故選項(xiàng)D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。 【名師點(diǎn)睛】對于圖象問題可以通過排除法進(jìn)行求解，如根據(jù)圖象過不過原點(diǎn)、電流正負(fù)、大小變化等進(jìn)行排除。 18．（1）0.4 N （2）見解析 【解析】（1）4 s時(shí)導(dǎo)體棒的速度是 感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv，感應(yīng)電流 此時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=0.4 N

47、 （2）由（1）可得 作出圖象如圖所示。 19．（1）2 A （2）1.6 N 水平向右 （3）2.5 J （3）1 s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大B=0.8 T 則由電磁感應(yīng)定律：，最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：F=BIL代入數(shù)據(jù)得：I=2 A， 代入數(shù)據(jù)得：，根據(jù)能量守恒定律： 代入數(shù)據(jù)得：， 聯(lián)立解得：。 20．（1）0.3 V （2）0.27 N （3）0.09 J 【解析】（1）在0~0.2 s內(nèi)，CDEF產(chǎn)生的電動(dòng)勢為定值 在0.1 s時(shí)電壓表的示數(shù)為： （2）設(shè)此時(shí)的總電流為I，則路端電壓為 由題意知: U1=U2

48、此時(shí)的安培力為：F=BIL 解得F=0.27 N （3）0~0.2 s內(nèi)的熱量為： 由功能關(guān)系知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量為 Q2=FLCE=0.054 J 總熱量為Q=Q1+Q2=0.09 J 21．（1）1 m/s （2）4:1 （3）0.01 J R總=3 Ω 由圖乙可知，t=0.2s后磁場保持不變，ab經(jīng)過磁場的時(shí)間 故在t2=0.25 s時(shí)ab還在磁場中運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢E2=BLv=0.6 V 此時(shí)R1與R2并聯(lián)，R總=3 Ω，得R1兩端電壓U1′=0.2 V 電功率，故在t1=0.1 s和t2=0.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率比值 （3）設(shè)ab的質(zhì)

49、量為m，ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過ab的電流 ab受到的安培力FA=BIL 又mgsinθ=BIL 解得m=0.024 kg 在0~0.2 s時(shí)間里，R2兩端的電壓U2=0.2 V，產(chǎn)生的熱量 ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2處的速度為零，由功能關(guān)系可得在t=0.2 s后，整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Q=mgdsin θ+mv2=0.036J 由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2=Q=0.006 J 故R2產(chǎn)生的總熱量Q總=Q1+Q2=0.01 J 【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律以及能量守恒定律等知識的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵要搞清電路的連接方式及能量轉(zhuǎn)化的關(guān)

50、系，明確感應(yīng)電動(dòng)勢既與電路知識有關(guān)，又與電磁感應(yīng)有關(guān)。 22．（1）44 s （2）2.4 W 1.8 W 由圖象得， 可得時(shí)間t=44 s （2）假設(shè)的運(yùn)動(dòng)速度為時(shí)，PQ靜止，則回路中的電流強(qiáng)度為，安培力為 有，解得速度 因<，PQ桿向下運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后PQ桿勻速，則回路電流為 PQ桿有 MN桿有 穩(wěn)定后，拉力的功率最大 最大發(fā)熱功率 聯(lián)立解得， 左邊導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的電流方向是順時(shí)針，右邊切割磁感線產(chǎn)生的電流方向也是順時(shí)針，兩根棒切割產(chǎn)生電動(dòng)勢方向相同所以 ，則電流為 ，電流恒定且方向?yàn)轫槙r(shí)針， 再從②移動(dòng)到③的過程中左右兩根棒切割磁感線產(chǎn)生的電

51、流大小相等，方向相反，所以回路中電流表現(xiàn)為零， 然后從③到④的過程中，左邊切割產(chǎn)生的電流方向逆時(shí)針，而右邊切割產(chǎn)生的電流方向也是逆時(shí)針，所以電流的大小為，方向是逆時(shí)針 當(dāng)線框再向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，左邊切割產(chǎn)生的電流方向順時(shí)針，右邊切割產(chǎn)生的電流方向是逆時(shí)針，此時(shí)回路中電流表現(xiàn)為零，故線圈在運(yùn)動(dòng)過程中電流是周期性變化，故D正確；故選D 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)線圈的運(yùn)動(dòng)利用楞次定律找到電流的方向，并計(jì)算電流的大小從而找到符合題意的圖象。 線應(yīng)該和v–t線形狀相同，選項(xiàng)B正確；根據(jù)可知UR與v成正比，則UR–t圖線應(yīng)該和v–t線形狀相同；根據(jù)可知P與v2成正比，則P–t圖線不應(yīng)該是直線；同理若，則

52、金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，其v–t圖象如圖2所示；導(dǎo)體的電流可知I與v成正比，則I–t圖線應(yīng)該和v–t線形狀相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)可知FA與v成正比，則FA–t圖線應(yīng)該和v–t線形狀相同；根據(jù)可知UR與v成正比，則UR–t圖線應(yīng)該和v–t線形狀相同，選項(xiàng)C正確；根據(jù)可知P與v2成正比，則P–t圖線不應(yīng)該是直線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC。 【名師點(diǎn)睛】此題是電磁感應(yīng)問題的圖象問題，考查了力、電、磁、能等全方位知識；首先要能從牛頓第二定律入手寫出加速度的表達(dá)式，然后才能知道物體可能做的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；題目中要定量與定性討論相結(jié)合，靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)中的函數(shù)知識討論解答。 【方法技巧】此類問題可用排

53、除法最簡單，由圖知產(chǎn)生的電壓大小不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知電流隨時(shí)間均勻變化，即可排除ABD選項(xiàng)，還可根據(jù)電壓的正負(fù)，判斷電流是增大還是減小。 26．（1）E=0.04 V （2）F=0.04 N，i=t–1（其中，1 s≤t≤1.2 s） 【解析】（1）在棒進(jìn)入磁場前，由于正方形區(qū)域abcd內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在棒進(jìn)入磁場前回路中的電動(dòng)勢為E==0.04 V （2）當(dāng)棒進(jìn)入磁場時(shí)，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T恒定不變，此時(shí)由于導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，

54、回路中的電動(dòng)勢為：e=Blv，當(dāng)棒與bd重合時(shí)，切割有效長度l=L，達(dá)到最大，即感應(yīng)電動(dòng)勢也達(dá)到最大em=BLv=0.2 V>E=0.04 V 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應(yīng)電流最大為：im==0.2 A 根據(jù)安培力大小計(jì)算公式可知，棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力為：F=imLB=0.04 N 在棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)，切割有效長度l=2v(t–1)（其中，1 s≤t≤＋1 s） 綜合上述分析可知，回路中的感應(yīng)電流為：i==（其中，1 s≤t≤＋1 s） 即i=t–1（其中，1 s≤t≤1.2 s） 27．（1） （2） （3）或 （2）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

55、，加速度大小為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得 據(jù)題意由幾何關(guān)系得 聯(lián)立④⑤式得 （3）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，周期為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得 由牛頓第二定律得 由題意知，代入⑧式得 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，O1、O2為圓心，O1、O2連線與水平方向夾角為，在每個(gè)內(nèi)，只有A、B兩個(gè)位置才有可能垂直擊中P板，且均要求，由題意可知 設(shè)經(jīng)歷完整的個(gè)數(shù)為（，1，2，3．．．） 若在A點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得 當(dāng)n=0時(shí)，無解 當(dāng)n=1時(shí)聯(lián)立以上兩式得 或（） 聯(lián)立解得 當(dāng)時(shí)，不滿足的要求 若在B點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得 當(dāng)時(shí)無解 當(dāng)時(shí)，聯(lián)立解得 或（） 聯(lián)立解得 當(dāng)時(shí)，不滿足的要求 33