新高考物理一轮复习 专题1010 磁场变化产生的感应电动势问题千题精练Word文件下载.docx
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测得A环内感应电流强度为I,则B环和C环内感应电流强度分别为( )
图3
A.IB=I,IC=0B.IB=I,IC=2I
C.IB=2I,IC=2ID.IB=2I,IC=0
【名师解析】C环中穿过圆环的磁感线完全抵消,磁通量为零,保持不变,所以没有感应电流产生,则IC=0。
根据法拉第电磁感应定律得E=n=nS=kS,S是有效面积,可得E∝S,所以A、B中感应电动势之比EA∶EB=1∶2,根据欧姆定律得,IB=2IA=2I。
选项D正确。
4.(2018·
内蒙古部分学校高三上学期期末联考)如图6甲所示,固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中,磁感线分布均匀,磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )
图6
A.t=1s时,ab边受到的安培力方向向左
B.t=2s时,ab边受到的安培力为0
C.t=2s时,ab边受到的安培力最大
D.t=4s时,ab边受到的安培力最大
【参考答案】B
5.(多选)在如图10甲所示的虚线框内有匀强磁场,设图甲所示磁场方向为正,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。
边长为l,电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框ab边的发热功率为P,则( )
图10
A.线框中的感应电动势为
B.线框中感应电流为2
C.线框cd边的发热功率为
D.b端电势高于a端电势
【参考答案】BD
6.(2017·
南昌模拟)如图所示,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三个电阻R1、R2、R3的阻值之比为1∶2∶3,导线的电阻不计。
当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中感应电流为I;
当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中感应电流为5I;
当S1、S3闭合,S2断开时,闭合回路中感应电流为( )
A.0 B.4I
C.6ID.7I
【参考答案】D
【名师解析】因为R1∶R2∶R3=1∶2∶3,可以设R1=R,R2=2R,R3=3R;
由电路图可知,当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1与R2组成闭合回路,设此时感应电动势是E1,由欧姆定律可得E1=3IR。
当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R2与R3组成闭合回路,设感应电动势为E2,由欧姆定律可得E2=5I×
5R=25IR。
当S1、S3闭合,S2断开时,电阻R1与R3组成闭合回路,此时感应电动势E=E1+E2=28IR,则此时的电流I′===7I,故选项D正确。
7.(2017·
合肥二模)如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω。
在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。
有一个R=2Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A.圆形线圈中产生的感应电动势E=6V
B.在0~4s时间内通过电阻R的电荷量q=8C
C.设b端电势为零,则a端的电势φa=3V
D.在0~4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18J
8.(2016·
北京卷)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法中正确的是( )
A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向
B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向
C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向
D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向
【参考答案】B
【名师解析】由法拉第电磁感应定律可知E=n,则E=nπR2.由于Ra∶Rb=2∶1,则Ea∶Eb=4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流.选项B正确.
9.(2016·
陕西西安高三模拟)如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来,金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中,从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小下列说法中正确的是( )
A.大于环重力mg,并逐渐减小
B.始终等于环重力mg
C.小于环重力mg,并保持恒定
D.大于环重力mg,并保持恒定
【参考答案】A
10.(×
市第一中学2016届高三5月教学质量检测理科综合试题)如图甲,电阻率、横截面积为S的导线绕成的半径为R圆形导线框,以直径为界,左侧存在着垂直纸面的匀强磁场,方向以向外为正,磁感应强度B随时间的变化规律如图乙,则时间内()
A、导线框具有收缩且向左运动的趋势
B、导线框中感应电流方向为顺时针
C、导线框中感应电流大小为
D、通过导线框横截面的电荷量为
【参考答案】BC
考点:
法拉第电磁感应定律;
闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】由楞次定律可判断出电流的方向;
由法拉第电磁感应定律可求得电动势;
由电阻定律可以求出圆环的电阻;
由欧姆定律求出电流;
根据公式求电量。
11.如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路。
在外力F作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。
在匀速运动过程中外力F做功WF,磁场力对导体棒做功W1,磁铁克服磁场力做功W2,重力对磁铁做功WG,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的动能为Ek。
则( )
A.W1=QB.W2-W1=Q
C.W1=EkD.WF+WG=Ek+Q
【参考答案】BCD
【名师解析】由能量守恒定律可知:
磁铁克服磁场力做功W2,等于回路的电能,电能一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的机械能,所以W2-W1=Q,故A错误,B正确;
以导体棒为对象,由动能定理可知,磁场力对导体棒做功W1=Ek,故C正确;
外力对磁铁做功与重力对磁铁做功之和为回路中的电能,也等于焦耳热和导体棒的动能,故D正确。
12.(×
市2016届高三毕业班高考模拟
(一)理科综合试题)如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1=b+kt(k>
0)变化,C2中磁场的磁感强度恒为B2,一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心C2垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止。
(轨道电阻不计,重力加速度大小为g。
)则
A.通过金属杆的电流方向为从A到B
B.通过金属杆的电流大小为
C.定值电阻的阻值为
D.整个电路中产生的热功率
【参考答案】BD
导体切割磁感线时的感应电动势;
电磁感应中的能量转化
【名师点睛】本题是电磁感应与力学知识的综合,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和平衡条件的应用,要注意产生感应电动势的有效面积等于圆面积,不是整个矩形面积。
13.(西藏×
区第一高级中学2016届高三下学期模拟考试
(二)理科综合·
物理试题)如图所示,线圈A内有竖直向上的磁场,磁感应强度B随时间均匀增大;
等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断的以速度射入和两极板间的匀强磁场中,发现两直导线a、b相互吸引,由此可判断和两极板间的匀强磁场方向为
A、垂直纸面向外B、垂直纸面向里
C、水平向左D、水平向右
考查了楞次定律
【名师点睛】根据楞次定律判断出流经导线a的电流方向,然后根据流经导线的电流同向时相互吸引,反向时相互排斥判断导线b的电流的方向向下.等离子流通过匀强磁场时,正离子向上偏转,负离子向下偏转,因此将在b中形成向下的电流,由左手定则判定磁场的方向
14.(2016吉林×
市二模)由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为,则产生的感应电动势为。
如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACD(由细软电阻丝制成)端点A、D固定。
在以水平线段AD为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。
设导线框的电阻恒为r,圆的半径为R,用两种方式使导线框上产生感应电流。
方式一:
将导线上的C点以恒定角速度ω1(相对圆心O)从A点沿圆弧移动至D点;
方式二:
以AD为轴,保持∠ADC=45°
,将导线框以恒定的角速度ω2转90°
。
则下列说法正确的是
A.方式一中,在C从A点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°
位置的过程中,通过导线截面的电量为
B.方式一中,在C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最大
C.若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则
D.若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则
【参考答案】AC
【命题意图】本题考查了电磁感应、法拉第电磁感应定律、焦耳热、电量及其相关的知识点。
第一种方式穿过回路的磁通量,所产生的电动势为;
第二种方式穿过回路的磁通量,所产生的电动势为,则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值之比为,时间满足,
,选项C正确D错误。
15.(2016福建质检)如图,线圈abcd固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。
当磁场的磁感应强度B随时间t变化时,该磁场对ab边的安培力大小恒定。
下列描述B随t变化的图象中,可能正确的是
【命题意图】本题考查了电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律等知识点。
【易错点拨】解答此题常见错误是:
把题述磁场对ab边的安培力大小恒定,误认为等同于电流恒定,从而误选A或B。
二.计算题
11.(2018·
安徽十校联考)如图甲所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.求0至t1时间内
(1)通过电阻R1的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1的电荷量q.
【答案】
(1),3Rt0) 方向从b到a
(2)t1,3Rt0)
【解析】
(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S=πr
由题图乙可知,磁感应强度B的变化率的大小为=,根据法拉第电磁感应定律得:
E=n=nS=,t0)
由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R1的电流为
I==,3Rt0)
再根
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