高三專題複習《電磁感應中的圖象問題》

2022-12-19 22:18:05 字數 4481 閱讀 4983

一、單項選擇題

1. 如圖甲所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處於方向豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導軌的端點d、e之間連線一電阻,其他部分電阻忽略不計.現用一水平向右的外力f作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動,運動中杆ab始終垂直於框架.圖乙為一段時間內金屬桿受到的安培力f安隨時間t的變化關係,則圖中可以表示外力f隨時間t變化關係的圖象是( )

2. 如圖,乙個邊長為l的正方形虛線框內有垂直於紙面向裡的勻強磁場;乙個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直;虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直,ba 的延長線平分導線框。在t=0時,使導線框從圖示位置開始以恆定速度沿ab方向移動,直到整個導線框離開磁場區域。以i表示導線框中感應電流的強度,取逆時針方向為正。

下列表示i—t關係的圖示中,可能正確的是( )

3. 如圖甲所示,在pq、qr區域中存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直於紙面.一導線框abcdef位於紙面內,框的鄰邊都相互垂直,bc邊與磁場的邊界p重合.導線框與磁場區域的尺寸如圖所示.

從t=0時刻開始,線框勻速橫穿兩個磁場區域.以a→b→c→d→e→f→a為線框中的電動勢e的正方向,則如圖乙所示的四個e-t關係示意圖中正確的是( )

4. 如圖,平行於y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動,經過半徑為r、磁感應強度為b的圓形勻強磁場區域,導體棒中的感應電動勢e與導體棒位置x關係的影象是( )

5. 如圖所示,等腰三角形內分布有垂直於紙面向外的勻強磁場,它的底邊在x軸上且長為2l,高為l.紙面內一邊長為l的正方形導線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區域,在t=0時刻恰好位於圖中所示的位置.以順時針方向為導線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移(i-x)關係的是( )

6. 如練圖所示,邊長相等的正方形導體框與正方形勻強磁場區,其對角線在同一水平線上,導體框沿水平方向由a到b勻速通過垂直於紙面向外的磁場區,導體框中的電流隨時間變化關係正確的是(順時針方向電流為正)( )

7. 如圖所示,一圓形閉合銅環由高處從靜止開始下落,穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵,銅環的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合.若取磁鐵中心o為座標原點,建立豎直向下為正方向的x軸,則下圖中最能正確反映環中感應電流i隨環心位置座標x變化的關係圖象是

8. 如下圖,水平桌面上乙個面積為s的圓形金屬框置於勻強磁場中,線框平面與磁場垂直,磁感應強度b1隨時間t的變化關係如圖(1)所示.0至1s內磁場方向垂直線框平面向下. 圓形金屬框與乙個水平的平行金屬導軌相連線,導軌上放置一根導體棒,導體棒的長為l,電阻為r,且與導軌接觸良好,導體棒處於另一勻強磁場中,其磁感應強度恒為b2,方向垂直導軌平面向下,如圖(2)所示.若導體棒始終保持靜止,則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的(設向右為靜摩擦力的正方向)哪乙個( )

9. 如圖所示,虛線右側存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外,正方形金屬框電阻為r,邊長是l,自框從左邊界進入磁場時開始計時,在外動力作用下由靜止開始,以垂直於磁場邊界的恆定加速度a進入磁場區域,t1時刻框全部進入磁場。規定順時針方向為感應電流t的正方向。外動力大小為f,,框中電功率的瞬時值為p,通過導體橫截面的電荷量為q,其中p-t圖象為拋物線。

則這些量隨時間變化的關係是( )

10.如圖所示,水平虛線mn的上方有一垂直紙面向裡的勻強磁場,矩形導線框abcd從mn下方某處以v0的速度豎直上拋,向上運動高度h後垂直進入勻強磁場,此過程中導線框的ab邊始終與邊界mn平行.不計空氣阻力,在導線框從丟擲到速度減為零的過程中,以下四個圖象中可能正確反映導線框的速度與時間的關係的是( )

11.如圖所示,乙個「∠」形導軌固定在方向與其垂直且磁感應強度為b的勻強磁場中,ab是與導軌相同的導體棒,導體棒與導軌接觸良好.在外力作用下,導體棒以恆定速度v向右運動,以導體棒在圖中所示位置的時刻作為計時起點,則迴路中感應電動勢e、感應電流i、導體棒所受外力的功率p和迴路中產生的焦耳熱q隨時間變化的圖象中正確的是(  )

12.如圖所示,在光滑水平面上用恒力f拉質量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3 m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1 v,在t=3 s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場。此過程中vt圖象如圖所示,那麼

a.t=0時,線框右側的邊兩端m、n間電壓為0.25 v

b.恒力f的大小為1.0 n

c.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s

d.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

13.將一段導線繞成圖甲所示的閉合迴路,並固定在水平面(紙面)內.迴路的ab邊置於垂直紙面向裡的勻強磁場ⅰ中.迴路的圓形區域內有垂直紙面的磁場ⅱ,以向裡為磁場ⅱ的正方向,其磁感應強度b隨時間t變化的圖象如圖乙所示.用f表示ab邊受到的安培力,以水平向右為f的正方向,能正確反映f隨時間t變化的圖象是( )

14.紙面內兩個半徑均為r的圓相切於o點,兩圓形區域內分別存在垂直於紙面的勻強磁場,磁感應強度大小相等、方向相反,且不隨時間變化.一長為2r的導體杆oa繞過o點且垂直於紙面的軸順時針勻速旋轉,角速度為ω,t=0時oa恰好位於兩圓的公切線上,如圖所示.若選取從o指向a的電動勢為正,下列描述導體桿中感應電動勢隨時間變化的圖象可能正確的是( )

15.如圖,閉合金屬線框從一定高度自由下落進入勻強磁場中,磁場足夠大,從ab邊開始進入磁場到cd邊剛進入磁場的這段時間內,線框運動的速度-時間圖象不可能是( )

16.如圖所示,正方形區域mnpq內有垂直紙面向裡的勻強磁場.在外力作用下,一正方形閉合剛性導線框沿qn方向勻速運動.t=0時刻,其四個頂點m′、n′、p′、q′恰好在磁場邊界中點.下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規律的是(  )

二、多項選擇題

17.如圖甲所示,正六邊形導線框abcdef放在勻強磁場中靜止不動,磁場方向與線框平面垂直,磁感應強度b隨時間t的變化關係如圖乙所示.t=0時刻,磁感應強度b的方向垂直紙面向裡,設產生的感應電流以順時針方向為正、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正.則下面關於感應電流i和cd邊所受安培力f隨時間t變化的圖象正確的是( )

三、計算題

18.如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌mn,pq固定在同一水平面上,兩導軌間距l=0.30m.導軌電阻忽略不計,其間接有固定電阻r=0.

40ω.導軌上停放一質量為m=0.10kg、電阻r=0.

20ω的金屬桿ab,整個裝置處於磁感應強度b=0.50t的勻強磁場中,磁場方向豎直向下.利用一外力f沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開始做勻加速直線運動,電壓感測器可將r兩端的電壓u即時採集並輸入電路,並獲得u 隨時間t的關係如圖乙所示.求:

(1)金屬桿加速度的大小;

(2)第2s末外力的瞬時功率.

19.在質量為m=1 kg的小車上豎直固定著乙個質量m=0.2 kg、高h=0.05 m、總電阻r=100 ω、n=100匝的矩形線圈,且小車與線圈的水平長度l相同.現線圈和小車一起在光滑的水平面上運動,速度v1=10 m/s,隨後穿過與線圈平面垂直的磁感應強度b=1.

0 t的水平有界勻強磁場,方向垂直紙面向裡,如圖甲所示.已知小車運動(包括線圈)的速度v隨車的位移x變化的v-x圖象如圖乙所示.求:

(1)小車的水平長度l和磁場的寬度d;

(2)小車的位移x=10 cm時線圈中的電流大小i以及此時小車的加速度a;

(3)線圈和小車通過磁場的過程中線圈電阻產生的熱量q.

20.相距l=1.5 m的足夠長金屬導軌豎直放置,質量為m1=1 kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環水平地套在金屬導軌上,如圖(甲)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向裡,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應強度大小相同.ab棒光滑,cd棒與導軌間動摩擦因數為μ=0.

75,兩棒總電阻為1.8 ω,導軌電阻不計.ab棒在方向豎直向上、大小按圖(乙)所示規律變化的外力f作用下,從靜止開始沿導軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放.(g=10 m/s2)

(1)求磁感應強度b的大小和ab棒加速度的大小;

(2)已知在2 s內外力f做功40 j,求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱;

(3)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,並在圖(丙)中定性畫出cd棒所受摩擦力ffcd隨時間變化的圖象.

一、單項選擇題

1. 如圖甲所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處於方向豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導軌的端點d、e之間連線一電阻,其他部分電阻忽略不計.現用一水平向右的外力f作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動,運動中杆ab始終垂直於框架.圖乙為一段時間內金屬桿受到的安培力f安隨時間t的變化關係,則圖中可以表示外力f隨時間t變化關係的圖象是( d )

ab切割磁感線產生感應電動勢e=blv,感應電流為i=,安培力f安=,所以v∝f安,v∝t,金屬桿的加速度為定值.又由牛頓第二定律f-f安=ma,即f=f安+ma,可知d項正確.

2. 如圖,乙個邊長為l的正方形虛線框內有垂直於紙面向裡的勻強磁場;乙個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直;虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直,ba 的延長線平分導線框。在t=0時,使導線框從圖示位置開始以恆定速度沿ab方向移動,直到整個導線框離開磁場區域。以i表示導線框中感應電流的強度,取逆時針方向為正。

下列表示i—t關係的圖示中,可能正確的是( c )

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