1、考點規范練27電磁感應的電路和圖象問題一、選擇題(本題共8小題,每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)1.在如圖所示的電路中,a、b為兩個完全相同的燈泡,L為自感線圈,E為電源,S為開關,關于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序,下列說法正確的是()A.合上開關,a先亮,b后亮B.合上開關,b先亮,a后亮C.斷開開關,a、b同時熄滅D.斷開開關,b先熄滅,a后熄滅2.如圖所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有半徑為r的光滑半圓形導體框架,OC為一能繞O在框架上滑動的導體棒,Oa之間連一個電阻R,導體框架與導體棒的電阻均不計,若要使OC能以角速度勻速轉動,則感應電動勢及外力做功的功率分別是(

2、)A.感應電動勢為Br2B.感應電動勢為Br22C.外力功率為B22r44RD.外力功率為B22r48R3.在磁感應強度為B、方向如圖所示的勻強磁場中,金屬桿PQ在寬為l的平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動,PQ中產生的感應電動勢大小為e1;若磁感應強度增為2B,其他條件不變,所產生的感應電動勢大小變為e2.則e1與e2之比及通過電阻R的感應電流方向為()A.比值為21B.比值為12C.電流方向為abD.電流方向為ba4.如圖所示,均勻的金屬長方形線框從勻強磁場中以勻速v拉出,它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導電機構,金屬框向右運動時能總是與兩邊良好接觸,一理想電壓表跨接在PQ兩導電機構上,當金屬框

3、向右勻速拉出的過程中,電壓表的讀數(金屬框的長為a,寬為b,磁感應強度為B)()A.恒定不變,讀數為BbvB.是磁場外的金屬框分擔的電壓C.讀數變大D.讀數變小5.(2015·山東青島膠州一中模擬)如圖甲所示,水平面上的平行導軌MN、PQ上放著兩根導體棒ab、cd,兩棒間用絕緣絲線系住.開始勻強磁場垂直紙面向里,磁感應強度B隨時間t的變化如圖乙所示,圖線與t軸的交點為t0.I和FT分別表示流過導體棒中的電流和絲線的拉力(不計電流間的相互作用).則在t0時刻()A.I=0B.I0C.FT=0D.FT06.如圖甲所示,ab直導線與P1、P2相連接,線圈A與直導線cd連接.線圈A內有隨圖乙

4、所示的變化磁場,且磁場B的正方向規定為向左.等離子氣流(由高溫高壓的等電荷量的正、負離子組成)由左方以速度v0連續不斷地射入P1和P2兩極間的勻強磁場中,則下列敘述正確的是()A.01 s內ab、cd導線互相排斥B.12 s內ab、cd導線互相吸引C.23 s內ab、cd導線互相吸引D.34 s內ab、cd導線互相排斥7.半徑為a右端開小口的導體圓環和長為2a的導體直桿,單位長度電阻均為R0.圓環水平固定放置,整個內部區域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B.桿在圓環上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環良好接觸,從圓環中心O開始,桿的位置由確定,如圖所示.則()A

5、.=0時,桿產生的電動勢為2BavB.=3時,桿產生的電動勢為3BavC.=0時,桿受的安培力大小為2B2av(+2)R0D.=3時,桿受的安培力大小為3B2av(5+3)R08.一勻強磁場,磁場方向垂直紙面,規定向里的方向為正,在磁場中有一細金屬圓環,線圈位于紙面內,如圖甲所示.現令磁感應強度值B隨時間t變化,先按圖乙所示的Oa圖線變化,后來又按bc和cd變化,令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小,I1、I2、I3分別表示對應的感應電流()A.E1>E2,I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向B.E1<E2,I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向C.E1<E2

6、,I2沿順時針方向,I3沿逆時針方向D.E2=E3,I2沿順時針方向,I3沿順時針方向二、論述·計算題9.如圖所示,半徑各為R1=0.5 m和R2=1 m的同心圓形導軌固定在同一水平面上,金屬直桿ab(長度略長于0.5 m)兩端架在圓導軌上.將這一裝置放在磁感應強度B=1 T的勻強磁場內,磁場方向垂直于圓軌道面豎直向下,在外加功率的作用之下,直桿ab以=4 rad/s的角速度繞過O點的豎直軸逆時針旋轉.(1)求ab中感應電動勢的大小.(2)用r=1.5 的電阻器跨接于兩導軌的兩定點(如圖中的c、d,電阻器未畫出),不計其他部分的電阻,求流過電阻器的電流大小.(3)在(2)的情況下,設

7、外加機械功率為2 W,求桿ab克服摩擦力做功的功率.10.如圖所示,導線全部為裸導線,半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場,磁感應強度為B,一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環上無摩擦地自左端勻速滑到右端,電路的固定電阻為R,其余電阻不計,求MN從圓環的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流的平均值和通過電阻R的電荷量.答案：1.BC解析:合上開關,由于L的自感作用,a燈只能慢慢亮起來,而b燈可以立即亮.斷開開關瞬間,兩燈和L構成回路,由于L的自感作用,L中的電流不能立即消失,都要稍后同時熄滅,故B、C正確.2.BC解析:要OC能以角速度勻速轉動,則外力的功率等于電阻發熱的功率.OC產生的電

8、動勢E=Brr2,P外=P電=E2R=B22r44R.3.BC解析:根據E=Blv,有e1e2=B1B2=12.根據右手定則,可判斷通過電阻R的感應電流方向為ab.4.BC解析:電壓表顯示的是路端電壓,B正確;金屬框切割磁感線的邊長不變,感應電動勢大小不變,但外電路的電阻變大,故路端電壓變大,電壓表示數變大,C正確.5.BC解析:t0時刻由于磁感應強度為零,所以安培力為零,線的拉力等于安培力,也為零,但該時刻磁場的變化率不為零,感應電流不為零,選B、C.6.BD解析:根據左手定則知正離子向P1板偏轉,負離子向P2偏轉,P1板的電勢高于P2板的電勢,導線ab中的電流方向由a指向b.根據楞次定律判

9、斷在02 s內線圈中產生的感應電流方向由c指向d,24 s內由d指向c,再根據同向電流相吸引、異向電流相排斥可知選項B、D正確.7.AD解析:=0時,桿在CD位置,產生的電動勢為E=B·2av=2Bav,通過桿的電流為I=2BavaR0+2aR0=2BvR0+2R0,桿受到的安培力為F=BI·2a=4B2avR0+2R0,選項A正確,C錯誤;=3時,桿切割的有效長度為a,產生的電動勢為 E=Bav,電路的總電阻為R=(2-3)aR0+aR0=53aR0+aR0,通過桿的電流為I=BavR=3Bv(5+3)R0,桿受到的安培力為F=BIa=3B2av(5+3)R0,選項B錯誤

10、,D正確.8.BD解析:從B-t圖象可以看出,在Oa、bc、cd三段過程中,磁感應強度都是隨時間均勻變化的(圖象的斜率一定),根據法拉第電磁感應定律E=t可知,在這三段過程中產生的感應電動勢的大小是恒定的,它們的大小關系取決于磁通量的變化率,即圖象斜率的大小,從圖象可知Oa的斜率最小,bc和cd的斜率較大,而且相等,所以E1<E2=E3.感應電流的方向可由楞次定律判斷,在Oa段,磁場方向向里,磁通量增加,感應電流I1沿逆時針方向;在bc段,磁場方向垂直紙面向里,磁通量減少,感應電流I2沿順時針方向;在cd段,磁場方向垂直紙面向外,磁通量增加,感應電流I3沿順時針方向,I2、I3的方向是相同的.9.解析:(1)E=BLabva+vb2=1×0.5×1×4+0.5×42 V=1.5 V(2)I=ER=1.51.5 A=1 A.(3)P=I2r+Pf,Pf=P-I2r=(2-12×1.5) W=0.5 W.答案:(1)1.5 V,a點高(2)1 A(3)0.5 W10.解析:MN做切割磁感線運動,有效切割長度在不斷變化,用E=Blv難以求得平均感應電動勢,從另一角度看,回路中的磁通量在不