高考物理(全国)一轮练习:第十章,微专题73,Word含解析

[方法点拨]1产生电动势的那部分导体相当于电源,电源内部电流由负极流向正极,电源两端电压为路端电压.2Φ-t图象、B-t图象的斜率对应电动势大小及电流方向,其斜率不变或平行,感应电动势大小不变,电流方向不变. 1.多选2018安徽省宿州市三模矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在的平面垂直,磁感应强度B随时间变化的规律如图1所示,规定垂直纸面向里为磁场正方向,顺时针方向为感应电流正方向,水平向右为ad边所受安培力F的正方向.下列图象正确的是 图1 2.纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化.一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω.t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图2所示.若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是 图2 3.多选2018湖南省怀化市博览联考如图3所示,一个“日”字形金属框架竖直放置,AB、CD、EF边水平且间距均为L,阻值均为R,框架其余部分电阻不计.水平虚线下方有一宽度为L的垂直纸面向里的匀强磁场.释放框架,当AB边刚进入磁场时框架恰好匀速,从AB边到达虚线至线框穿出磁场的过程中,AB两端的电势差UAB、AB边中的电流I设从A到B为正随位移x变化的图象正确的是 图3 4.2018辽宁省沈阳郊联体联考如图4所示,等离子气流由高温高压的等电荷量的正、负离子组成由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中,由于线圈A中加入变化的磁场,导线ab和导线cd在0~2s内相互排斥,2~4s内相互吸引,规定向左为磁感应强度B的正方向,线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是下列图中的 图4 5.多选2018四川省泸州市一检如图5甲所示,abcd是匝数为100、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈,放在与线圈平面垂直的如图所示的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,则以下说法正确的是 图5 A.导线圈中产生的是交变电流 B.在t=2.5s时导线圈产生的感应电动势为1V C.在0~2s内通过导线横截面的电荷量为20C D.在t=1s时,导线圈内电流的瞬时功率为10W 6.2019湖北省宜昌一中月考将一均匀导线围成一圆心角为90的扇形导线框OMN,其中OM=ON=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图6所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则导线框中的电流i随时间t的变化规律正确的是 图6 7.如图7甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一电阻为R的定值电阻,电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且棒两端始终与导轨接触良好,其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.t=0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过定值电阻R的电荷量q随时间的平方t2变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是 图7 答案精析 1.BD[导线框中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率.由题图可知0~1s时间内,B增大,Φ增大,感应磁场与原磁场方向相反感应磁场的磁感应强度的方向向外,由楞次定律结合安培定则可知感应电流沿逆时针方向,因而是负值,由于磁场均匀变化,所以产生的感应电流恒定,同理,可分析出在1~4s内感应电流的变化情况,故A错误,B正确;
0~1s时间内,ad边感应电流方向向下,ad边所受的安培力F=BIL,根据左手定则得安培力方向向右,为正值,由于B随时间均匀增大,I不变,所以安培力F随时间t均匀增大,同理,可分析出1~4s时间内ad边所受安培力的变化情况,故C错误,D正确.] 2.C[设经时间t导体杆转过的角度为α,则α=ωt,由图可知此时导体杆的有效切割长度为l=2Rsinωt,由法拉第电磁感应定律可知,E=Bl=B2RsinωtωRsinα=2BωR2sin2ωt,则选项C正确.] 3.AC[0~L过程中,此时AB相当于内阻为R为电源,B为电源正极,电势较高,AB两端的电势差为路端电压,设为-U, 此时由闭合电路欧姆定律有I=,U=IR=, 其中E为电源电动势,I为电路总电流;

L~2L过程中,CD相当于内阻为R的电源, 此时UBA=E-IR=E=U,所以UAB=-U;

2L~3L过程中,EF相当于内阻为R为电源, 此时UBA=E-IR=E=U,所以UAB=-U, 则A图象符合,A项正确,B项错误;

0~L过程中,因为AB边刚进入磁场时框架恰好匀速, 由受力平衡可知,电流方向从A到B, 此时电流I1==;

L~2L过程中,CD相当于内阻为R的电源,电流方向从B到A, 此时电流I2=-I1=-;

2L~3L过程中,EF相当于内阻为R的电源,电流方向从B到A, 此时电流I3=-I1=-, 则C图象符合,C项正确,D项错误.] 4.B[等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中,由左手定则可得正电荷向上偏转,负电荷向下偏转,上板带正电,下板带负电,且能在导线ab中形成稳定的电流,电流方向由a到b,导线ab和cd在0~2s内相互排斥,2~4s内相互吸引,则0~2s内cd中的电流方向由d到c,2~4s内cd中的电流方向由c到d,根据楞次定律判断,知B正确,A、C、D错误.] 5.ACD[在0~2s内,磁感应强度变化率为=1T/s,根据法拉第电磁感应定律,产生的感应电动势为E1=nS=1000.121V=1V,感应电流方向为逆时针方向;
在2~3s内,磁感应强度变化率大小为=2T/s,根据法拉第电磁感应定律,产生的感应电动势为E2=nS=1000.122V=2V,感应电流方向为顺时针方向.导线圈中产生的感应电流为方波交变电流,选项A正确;
在t=2.5s时,产生的感应电动势为E2=2V,选项B错误;
在0~2s内,感应电流I==10A,通过导体横截面的电荷量为q=IΔt=20C,选项C正确;
在t=1s时,导线圈内感应电流的瞬时功率P=UI=I2R=1020.1W=10W,选项D正确.] 6.B[在0~t0时间内,导线框从题图所示位置开始t=0转过90的过程中,产生的感应电动势为E1=BωR2,由闭合电路欧姆定律得,回路中的电流为I1==,根据楞次定律判断可知,线框中感应电流方向为逆时针方向沿ONM方向.在t0~2t0时间内,导线框进入第三象限的过程中,回路中的电流方向为顺时针方向沿OMN方向.回路中产生的感应电动势为E2=BωR2+2BωR2=BωR2=3E1;
感应电流为I2=3I1.在2t0~3t0时间内,导线框进入第四象限的过程中,回路中的电流方向为逆时针方向沿ONM方向,回路中产生的感应电动势为E3=BωR2+2BωR2=BωR2=3E1;
感应电流为I3=3I1,在3t0~4t0时间内,线框出第四象限的过程中,回路中的电流方向顺时针方向沿OMN方向,回路中产生的感应电动势为E4=BωR2,回路电流为I4=I1,故B正确,A、C、D错误.] 7.C[设金属导轨间的距离为l,金属棒沿导轨向上运动的位移为x,由题图乙可得q=t==kt2,x=t2,故金属棒做匀加速直线运动,B错误;
由Φ=Bl可知,A错误;
回路中的电流I=t,由牛顿第二定律有F-mgsinθ-BIl=ma,故有F=t+mgsinθ+ma,C正确,D错误.] 资