2016届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业 x3-2-9-3 (小专题)电磁感应中的电路图象问题 Word版含答案.doc

第3课时 (小专题)电磁感应中的 电路和图象问题 基本技能练　　　　　1．如图1甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有一垂直于磁场、半径为r＝1 m、电阻为R＝3.14 Ω的单匝金属圆线圈，若规定逆时针方向为电流的正方向，当磁场按图乙所示的规律变化时，线圈中产生的感应电流与时间的关系图象正确的是(　　) 图1 解析　由图乙知，0～1 s内，穿过磁场的磁感应强度的变化率＝2 T/s，感应电动势E＝＝πr2，感应电流I＝＝·＝2 A，由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向，为正值。1～3 s内，穿过磁场的磁感应强度的变化率＝1 T/s，感应电流I′＝＝·＝1 A，由楞次定律知感应电流的方向为顺时针方向，为负值。 答案　B ▲(2014·南京市二模)如图所示，已知大线圈的面积为2×10－3 m2，小探测线圈有2 000匝，小线圈的面积为5×10－4 m2。整个串联回路的电阻是1 000 Ω，当电键S反向时测得ΔQ＝5.0×10－7 C。则被测处的磁感应强度为(　　) A．1.25×10－4 T B．5×10－4 T C．2.5×10－4 T D．1×10－3 T 解析　由I＝＝，I＝，得感应电荷量公式ΔQ＝N，ΔΦ＝2BS，联立得B＝R·，代入数据得B＝2.5×10－4 T，故C对。 答案　C 2．(多选)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图2所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k0)。则(　　) 图2A．圆环中产生逆时针方向的感应电流 B．圆环具有扩张的趋势 C．圆环中感应电流的大小为 D．图中a、b两点间的电势差Uab＝ 解析　根据楞次定律可知，磁通量减少，圆环中产生顺时针方向的感应电流，A选项错误；圆环有扩张的趋势，B选项正确；圆环产生的感应电动势大小为，则圆环中的电流大小为，C选项错误；Uab等于|kπr2|的绝对值，D选项正确。 答案　BD ▲在xOy平面内有一条抛物线金属导轨，导轨的抛物线方程为y2＝4x，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向里，一根足够长的金属棒ab垂直于x轴从坐标原点开始，以恒定速度v沿x轴正方向运动，运动中始终与金属导轨保持良好接触，如图所示。则下列图象中能表示回路中感应电动势大小随时间变化的是(　　) 解析　金属棒ab沿x轴以恒定速度v运动，因此x＝vt，则金属棒在回路中的有效长度l＝2y＝4＝4，由电磁感应定律得回路中感应电动势E＝Blv＝4B，即E2t，B正确。 答案　B 3．如图3甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t＝0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4 s时间内，线框ab边所受安培力F1随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的(　　) 图3 解析　在0～1 s时间内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度均匀减小，线框中产生恒定电动势和恒定电流，根据楞次定律，电流方向为顺时针，所以线框ab边受力向左，根据F＝BIl，随着B的减小F均匀减小。 在1～2 s时间内，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度均匀增大，线框中产生顺时针方向的恒定电流，所以根据左手定则判断出ab边受力向右，且F随B的增大而增大。 同样判断出3～3.5 s时间内，力F方向向左，且逐渐减小；3.5～4 s时间内，力F方向向右，且逐渐增大。所以选项A正确。 答案　A ▲(多选)[2014·沈阳市质量监测(二)]如图所示，两条形有界磁场宽度均为d＝0.5 m，磁感应强度大小均为B＝4 T，方向垂直于纸面，两磁场区域间距也为d。在磁场区域的左边界处有一长L＝1 m、宽d＝0.5 m的矩形导体线框，线框总电阻为R＝2 Ω，且线框平面与磁场方向垂直。现使线框以v＝0.5 m/s速度匀速穿过磁场区域，若以初始位置为计时起点，规定B垂直纸面向里为正，则以下关于线框所受的安培力大小F及穿过线框磁通量Φ的四个图象中正确的是(　　) 解析　0～1 s内，线框中产生的感应电动势E＝Bdv＝1 V，由欧姆定律可知，I＝＝0.5 A，由安培力公式可知：F＝BId＝1 N；第2 s内，通过线框的磁通量不变，无感应电流，安培力为零；第3 s内，线框左、右两边均切割磁感线，由右手定则可知，感应电动势方向相同，故线框中总的感应电动势为E′＝2Bdv＝2 V，由欧姆定律可知，I′＝＝1 A；线框左、右两边所受安培力均为：F1＝F2＝BI′d＝2 N，由左手定则可知，两安培力方向相同，故安培力的合力为4 N，A项正确，B项错误；当t＝2.5 s时，线框位移x＝vt＝2.5d，此时通过线框的磁通