電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題專(zhuān)題練習(xí)

1、電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題專(zhuān)題練習(xí)1.(2016武漢模擬)如圖(甲)所示,矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線(xiàn)的方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直.規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示.若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向,圖中正確的是()2.(2016山西康杰中學(xué)高二月考)如圖所示,兩條平行虛線(xiàn)之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線(xiàn)間的距離為L(zhǎng).金屬圓環(huán)的直徑也是L.自圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向,則圓環(huán)中感應(yīng)電流i隨其移動(dòng)距離x的變化的ix圖像最接近()3.如圖(甲)所示,光滑導(dǎo)軌

2、水平放置在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖(乙)所示(規(guī)定向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,除電阻R的阻值外,其余電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?則在02t0時(shí)間內(nèi),能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流與時(shí)間或外力與時(shí)間關(guān)系的圖線(xiàn)是()4.如圖所示,有一個(gè)等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域其直角邊長(zhǎng)為L(zhǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd,從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.取沿abcda的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?則表示線(xiàn)框

3、中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖像正確的是()5.如圖所示,EOF和EOF為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,其中EOEO,FOFO,且EOOF,OO為EOF的角平分線(xiàn),OO間的距離為l,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)框ABCD沿OO方向勻速通過(guò)磁場(chǎng),t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置.規(guī)定導(dǎo)線(xiàn)框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正,則在圖中感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線(xiàn)可能正確的是()6.如圖所示,用導(dǎo)線(xiàn)制成的矩形框長(zhǎng)2L,以速度v穿過(guò)有理想界面的寬為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),那么,線(xiàn)框中感應(yīng)電流和時(shí)間的關(guān)系可用下圖中的哪個(gè)圖表示()7.如圖所示,平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN外勻速運(yùn)

4、動(dòng)到MN的過(guò)程中,棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示,可能正確的是()8.如圖(甲)所示,一個(gè)由導(dǎo)體制成的矩形線(xiàn)圈以恒定速度v運(yùn)動(dòng),從無(wú)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),然后出來(lái),若取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?那么在圖(乙)所示的圖線(xiàn)中,能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的是()9.如圖(甲)所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d,e之間連接一電阻,其他部分電阻忽略不計(jì).現(xiàn)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(kāi)始向右在框架上滑動(dòng),運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架.圖(乙)為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力F安隨時(shí)間

5、t的變化關(guān)系,則圖(丙)中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像是()10.(多選)邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架完全處于垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)把框架勻速拉出磁場(chǎng),如圖所示,則電動(dòng)勢(shì)、外力、外力功率與位移的關(guān)系圖像不相符的是()11.(多選)如圖,一有界區(qū)域內(nèi),存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng).邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框abcd的bc邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上,使線(xiàn)框從靜止開(kāi)始沿x軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?能反映線(xiàn)框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是下圖中的(AC)12.(多選)(2016紹興高二月考)有一個(gè)垂直于紙面

6、的勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的邊界MN左側(cè)為無(wú)場(chǎng)區(qū),右側(cè)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖(甲)所示,現(xiàn)讓一個(gè)金屬線(xiàn)框在紙平面內(nèi)以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的it圖像如圖(乙)所示,則進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的金屬線(xiàn)框可能是下圖的()13.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T,磁場(chǎng)寬度l=3 m,一正方形金屬框邊長(zhǎng)ad=l=1 m,每邊的電阻r=0.2 ,金屬框以v=10 m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū),其平面始終保持與磁感線(xiàn)方向垂直,如圖所示,試畫(huà)出:(1)金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中,各階段的等效電路圖;(2)金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中,金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的it圖線(xiàn);(要求寫(xiě)出圖依據(jù))(3)ab兩端

7、電壓的Ut圖線(xiàn).(要求寫(xiě)出作圖依據(jù))1、解析:01 s內(nèi),B垂直紙面向里均勻增大,則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可知線(xiàn)框中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?排除A,C選項(xiàng).23 s內(nèi),B垂直紙面向外均勻增大,同理可得線(xiàn)框中電流大小不變,方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確.2、解析:圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,圓環(huán)中磁通量增大,由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針?lè)较?為正,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先增大后減小,所以,圓環(huán)中感應(yīng)電流先增大后減小;圓環(huán)離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中,圓環(huán)中磁通量減小,由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?為負(fù),感應(yīng)電流大小先增大后減小,故選項(xiàng)A正確.3、解析:在0t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向上減

8、少,t02t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向下增加,兩者等效,且根據(jù)Bt圖線(xiàn)可知,兩段時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率相等,根據(jù)楞次定律可判斷02t0時(shí)間內(nèi)均產(chǎn)生由b到a的大小不變的感應(yīng)電流,選項(xiàng)A,B均錯(cuò)誤;在0t0可判斷所受安培力的方向水平向右,則所受水平外力方向向左,大小F=BIL,隨B的減小呈線(xiàn)性減小;在t02t0時(shí)間內(nèi),可判斷所受安培力的方向水平向左,則所受水平外力方向向右,大小F=BIL,隨B的增加呈線(xiàn)性增加,選項(xiàng)D正確.4、解析:0L不切割,所以I=0,L2L,bc邊切割,且有效切割長(zhǎng)度在增大.由右手定則知電流bc,為正,當(dāng)bc邊在2L3L段,ad邊切割,bc邊不切割,有效切割長(zhǎng)度增大,I增大,且電流ad

9、,為負(fù),故選項(xiàng)C正確.5、解析:以圖示位置為零位置,AB邊從零位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中,只有AB邊的一部分切割了磁感線(xiàn),切割的有效長(zhǎng)度從零增加到l,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,由右手定則可以判斷,感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(即與題目規(guī)定的正方向相同),因此排除了C,D選項(xiàng).AB邊從O位置開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到A,B兩點(diǎn)與OE,OF邊接觸的過(guò)程中,只有AB邊切割了磁感線(xiàn),切割的有效長(zhǎng)度等于l,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,感應(yīng)電流方向還是逆時(shí)針.AB邊從上述位置繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中,AB邊和CD邊都部分切割了磁感線(xiàn),AB邊切割的有效長(zhǎng)度從l減小到0,而CD邊切割的有效長(zhǎng)度從0增加到l,兩條邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相反,相互抵消,電動(dòng)勢(shì)減小

10、到0后反向增加,所以感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針減小到0,再?gòu)?開(kāi)始順時(shí)針增加,再往后CD從O到O跟前面AB從O到O過(guò)程相反.由此判斷選項(xiàng)B正確.6、解析:當(dāng)線(xiàn)框右邊剛出磁場(chǎng)到線(xiàn)框左邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)間內(nèi),穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流,左邊進(jìn)入磁場(chǎng)后感應(yīng)電流方向反向,故選項(xiàng)B正確.7、解析:在金屬棒PQ進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域之前或出磁場(chǎng)后,棒上均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,保持不變,故選項(xiàng)A正確.8、解析:當(dāng)線(xiàn)圈ab,cd邊都不進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線(xiàn)圈無(wú)感應(yīng)電流;當(dāng)線(xiàn)圈只有ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線(xiàn)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv為定值,感應(yīng)電流也為定值,方向?yàn)槟鏁r(shí)針(正)方向;當(dāng)

11、ab,cd邊都進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線(xiàn)圈沒(méi)有感應(yīng)電流;當(dāng)線(xiàn)圈只有cd邊在磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(負(fù))方向,且數(shù)值一定;當(dāng)cd邊離開(kāi)磁場(chǎng)后,線(xiàn)圈無(wú)感應(yīng)電流.故選項(xiàng)C正確.9、解析:ab切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,感應(yīng)電流為I=BlvR,安培力F安=B2l2vR,所以vF安,vt,金屬桿的加速度為定值,又由牛頓第二定律F-F安=ma,得F=F安+ma,故D項(xiàng)正確.10、解析:框架勻速拉出過(guò)程中,有效長(zhǎng)度l均勻增加,由E=Blv知,電動(dòng)勢(shì)均勻變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;因勻速運(yùn)動(dòng),則F外=F安=BIl=B2l2vR,故外力F外隨位移x的增大而非線(xiàn)性增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;外力功率P=F外·v,

12、v恒定不變,故P也隨位移x的增大而非線(xiàn)性增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11、解析:當(dāng)bc邊在0L內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?感應(yīng)電流大小為I=ER=BLatR,圖像應(yīng)為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn).當(dāng)bc邊在L2L內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),ad,bc兩邊均切割磁感線(xiàn),由右手定則可判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?當(dāng)ad邊剛進(jìn)入L2L內(nèi)時(shí),bc邊離開(kāi)磁場(chǎng),由右手定則可判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?且此時(shí)的感應(yīng)電流突然變小,故選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤.因?qū)Ь€(xiàn)框勻加速運(yùn)動(dòng),所以當(dāng)bc邊在3L>x>L的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化,圖像仍為直線(xiàn)而感應(yīng)電流隨位移x變化的圖像不為直線(xiàn).故選項(xiàng)A,C正確.12、解析:在B,C兩線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度先逐漸線(xiàn)性增大,然后不變,再逐漸線(xiàn)性減小,所以電流呈現(xiàn)圖(乙)的形狀.選項(xiàng)B,C正確.13、解析:金屬框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段:第階段cd相當(dāng)于電源;第階段cd和ab相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)兩并聯(lián)的電源;第階段ab相當(dāng)于電源,如圖所示.在第階段,有i1=Er+3r=Bl'v4r=2.5 A.感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?持續(xù)時(shí)間為t