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1、学习好资料欢迎下载专题 (八)专题 8 电磁感应中的电路和图像 基础巩固图 Z8- 1 1如图 Z8- 1 所示 ，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路 ，导线所围区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环为使圆环受到向上的力的作用 ，导线 abcd 中的磁感应强度B 随时间 t 的变化是图Z8- 2 中的 () 图 Z8- 2 图 Z8- 3 2如图Z8- 3 所示 ，在 x0 的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy 平面 (纸面)向里具有一定电阻的矩形线框abcd 位于 xOy 平面内 ，线框的 ab 边与 y 轴重合令线框从 t0 时刻起由静止开始沿x
2、 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I(取逆时针方向为电流正方向)随时间 t 的变化图像 (I-t 图像 )可能是图Z8- 4 中的 () 图 Z8- 4 图 Z8- 5 32014 焦作一模如图Z8- 5 所示 ，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1m，cd 间、 de 间、 cf 间分别接着阻值R10 的电阻一阻值R10的导体棒ab 以速度 v 4m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B0.5T、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是() A导体棒 ab 中电流的方向为由b 到 a Bcd 两端的电压为1VCde 两端的电压为1VDf
3、e 两端的电压为1V4如图 Z8-6 甲所示 ，光滑的平行导轨MN 、PQ 固定在水平面上， 导轨表面上放着光精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习好资料欢迎下载滑导体棒ab、cd，两棒之间用绝缘细杆连接，两导体棒平行且与导轨垂直现加一垂直于导轨平面的匀强磁场， 设磁场方向向下为正， 磁感应强度B 随时间 t 的变化规律如图乙所示，t12t0，不计 ab、cd 间电流的相互作用，不计导轨的电阻，每根导体棒的电阻为R，导轨间距和绝缘细杆的长均为L.下列说法错误的是() 图 Z8- 6 Att0时轻杆既不被拉伸也不被压缩
4、B在 0 t1时间内 ，绝缘细杆先被拉伸后被压缩C在 0t1时间内 ，abcd 回路中的电流方向是先顺时针后逆时针D若在 0t1时间内流过导体棒的电荷量为q，则 t1时刻的磁感应强度大小为qRL2技能强化52014湖南四校联考如图Z8- 7 甲所示 ， 在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、 L3、L4，在 L1与 L2、 L3与 L4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度B 的大小为1T， 方向垂直于竖直平面向里现有一矩形线圈abcd， 宽度 cd L0.5m，质量为 0.1kg，电阻为2，将其从图示位置(cd 边与 L1重合 )由静止释放 ，其速度随时间变化的图像如图乙所示，t1时刻
5、cd 边与 L2重合 ， t2时刻 ab 边与 L3重合 ，t3时刻 ab 边与 L4重合 ，t2、t3之间的图线为与 t 轴平行的直线，t1、t2之间和 t3之后的图线均为倾斜的直线，已知 t1、t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内(重力加速度g取 10m/s2)则() 图 Z8- 7 A在 0 t1时间内 ，通过线圈的电荷量为2.5CB线圈匀速运动的速度为8m/sC线圈的长度ad1mD0t3时间内 ，线圈产生的热量为4.2J62014 吉林九校联考如图Z8- 8 所示 ，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x按 BB0kx(x 0，B0、k 为常量 )的规律均匀
6、增大位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中 ， 在外力作用下始终保持dc边与 x轴平行向右匀速运动 若规定电流沿abcda的方向为正方向，则从 t0 到 tt1的时间间隔内，图 Z8- 9 中关于该导线框中产生的电流i随时间 t 变化的图像正确的是() 图 Z8- 8 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习好资料欢迎下载图 Z8- 9 7如图 Z8- 10 甲所示 ，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于竖直向下的匀强磁场中 ，金属杆 ab 与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e 之间连接一电阻，其他部分电
7、阻不计现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上 ，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动 ，运动中杆ab 始终垂直于框架图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f 随时间t的变化关系图像， 则图 Z9- 11 中可以表示外力F随时间 t 变化关系的图像是() 甲乙图 Z8- 10 图 Z8-11 图 Z8- 12 8 如图 Z8- 12 甲所示 ， 矩形线框abcd 固定放在匀强磁场中， 磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间 t 变化的图像如图乙所示设t 0 时刻 ，磁感应强度的方向垂直于纸面向里 ，则在 04s 时间内 ，图 Z8- 13 中能正确表示线框ab 边所受的安培力F 随时间 t
8、 变化的图像是 (规定 ab 边所受的安培力方向向左为正)() 图 Z8- 13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习好资料欢迎下载9如图 Z8- 14 所示 ， 水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，导轨与左侧电路用导线相连， 匀强磁场与导轨平面垂直阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置， 且与导轨接触良好t0 时，将开关 S由 1 掷到 2.q、i、v 和 a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度图Z8- 15 正确的是 () 图 Z8- 14 图 Z8- 15 挑战自我10如图 Z8
9、- 16 所示 ，长为 l 的光滑平行导轨置于水平桌面上，水平桌面上有竖直向下的匀强磁场 ，磁感应强度为B，导轨左边接一电阻R(体积可忽略 )，右端接一电容为C 的电容器 ，其余电阻不计 ，导轨间距为l， 一长度大于l、电阻忽略不计的导体棒跨接在导轨上且与导轨接触良好，导体棒中部接有一理想二极管(导通时电阻为0，截止时电阻无穷大)，现用垂直于导体棒的水平外力作用于导体棒，使其从贴近电阻R 处以速度v 匀速运动到导轨中点处停止(1)分析此过程中外力变化特点(2)此过程中通过R 的电荷量是多少？图 Z8- 16 专题 (八) 1A解析 题设要求圆环受到向上的力的作用，则螺线管和圆环相互吸引，由楞次
10、定律知感应电流的磁场方向与螺线管磁场方向相同，通过圆环的磁通量减少根据法拉第电磁感应定律 ，若导线 abcd 中的磁感应强度B 随时间 t 线性变化 ，螺线管中产生恒定电流，圆环中就无磁通量的变化，圆环中不会产生感应电流，螺线管和圆环之间就无相互作用力，选项C、D 错误再讨论导线abcd 中的磁感应强度B 随时间 t 非线性变化 ，当导线 abcd 中的磁感应强度 B 随时间 t 增大得越来越慢时，螺线管回路产生的感应电流就减小，通过圆环的磁通量减少 ，选项 A 正确同理 ，选项 B 错误2D解析 线框匀加速向右运动时，cd 边切割磁感线，由右手定则知电流方向为顺时针；感应电流IERBlvRB
11、latR，D 正确3BD解析 由右手定则可知ab 中电流方向为由a 到 b，A 错误 导体棒 ab 切割磁感线产生的感应电动势EBlv ，ab 相当于电源 ，cd 间电阻 R 为外电路负载，de 和 cf 间电阻中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习好资料欢迎下载无电流 ，de 间无电压 ，因此 cd 两端和 fe 两端电压相等 ，即 UE2R RBlv21V，B、D 正确，C 错误4C解析 由图乙知 ，在 t0时刻磁感应强度为零，由 F安BIL 可知导体棒所受的安培力为零 ，则轻杆既不被拉伸也不被压缩，选项 A正
12、确；在0t0时间内 ， 磁感应强度减小，磁通量减少 ，由楞次定律可知abcd 回路产生顺时针方向的感应电流，回路面积有扩张的趋势， 可知绝缘细杆被拉伸，在 t0t1时间内 ，磁感应强度增大，回路磁通量增加，回路产生顺时针方向的电流，回路有收缩的趋势，可知绝缘细杆被压缩，选项 B 正确 ，选项 C 错误；在 0t1时间内 ，回路磁通量的变化量为2BL2，流过导体棒的电荷量q2R2BL22R，解得 BqRL2，选项 D 正确5B解析 t2t3时间内 ，线圈做匀速直线运动，而 EBLv2，FBELR，Fmg，解得v2mgRB2L28m/s，选项 B 正确；线圈从cd 边与 L2重合到 ab 边与 L
13、3重合的过程中一直做匀加速运动 ，则 ab 边刚进入磁场时，cd 边也刚进入磁场，设磁场宽度为d，则 3dv2t12gt2，解得 d 1m，则 ad 边的长度为2m， 选项 C 错误；在0t3时间内 ，由能量守恒定律，有 Q5mgd12mv221.8J，选项 D 错误；在0t1时间内 ，通过线圈的电荷量qRBLdR0.25C，选项 A 错误6A解析 线框abcd 向右匀速运动 ， 穿过线框的磁通量均匀增加， 由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项 A 正确7 B解析 由感应电动势EBlv ， 电流 IER， 得到安培力f BIl B2l2vR， 由图可
14、知ft，则 v t，说明金属杆ab 做匀加速运动 ，那么 vat，根据牛顿第二定律，有 Ffma， 得到 F fmaB2l2atRma，选项 B 正确8A解析 由楞次定律可知，在 0 2s 时间内 ， 矩形线框abcd 产生的感应电流方向为顺时针方向 ，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，由安培力公式可知 ，安培力随时间变化情况类似于B 随时间变化情况；在24s 时间内 ，矩形线框 abcd 产生的感应电流方向为逆时针方向，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势恒定 ，感应电流恒定 ，由安培力公式可知，安培力随时间变化情况类似于B 在 02s 时间内随时间的变化情
15、况正确选项为A. 9D解析 t0 时，将开关 S由 1 掷到 2，电容器通过导轨、导体棒构成的回路放电，导体棒中有电流通过，导体棒受到安培力作用，导体棒产生加速度，导体棒做加速运动；导体棒速度逐渐增大， 导体棒切割磁感线产生与放电电流方向相反的感应电动势由于放电电流逐渐减小 ，导体棒的加速度逐渐减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动当导体棒切割磁感线产生的感应电动势与电容器两极板之间电压相等时，电容器放电电流减小到零，导体棒做匀速运动，选项 B、C 错误；综合上述可知，足够长时间后，电容器所带的电荷量不为零 ，选项 A 错误 ，选项 D 正确10(1)外力逐渐减小到某一值后保持不变(2)Bl2
16、2R CBlv 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习好资料欢迎下载解析 (1)导体棒在切割磁感线运动时， 棒中感应电动势的方向自下而上，故二极管处于导通状态；导体棒相当于电源， 同时向电阻R 和电容器C 供电 ，电容器充电过程中电压逐渐升高 ，电流逐渐减小，当电压升高到与导体棒两端电压相等时，导体棒仅向R 供电 ，故其电流保持不变， 所以通过导体棒的总电流逐渐减小到某一值后保持不变由平衡条件可得此过程中导体棒所受外力与安培力始终相等，即 FF安BIl ，故外力也是逐渐减小到某一值后保持不变(2)根据法拉第电磁感应定律可得E tqItERt 则导体棒在切割磁感线运动过程中通过R 的电荷量为q1BSRBl22R导体棒在切割磁感线运动时电阻R 和电容是并联的， 所以此过程中电容器的最大电压与导体棒切割磁感线产生的电动势相等，即 UClBv 电容器稳定时所带的电荷量为q2UCCClBv 当导体棒静止时，电容器向整个电路放电，此时二极管处于截止状态，放电电流全部通过电阻 R，所以通过电阻R 的总电荷量为qq1q2Bl22RCBlv. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页