第九章 專題九

1、專題九電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題考綱解讀 1.能認識電磁感應(yīng)中的電路結(jié)構(gòu)，并能計算電動勢、電壓、電流、電功等.2.能由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖像或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量1電磁感應(yīng)中的等效電源和路端電壓問題粗細均勻的電阻絲圍成圖1所示的線框，置于正方形有界勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直線框平面向里，圖中abbc2cd2de2ef2fa2L.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個不同方向平動進入磁場，并且速度方向始終與線框先進入磁場的那條邊垂直，則在通過如圖所示位置時，下列說法中正確的是 ()圖1Aa、b兩點間的電勢差圖中最大Ba、b兩點間的電勢差圖中最

2、大C回路電流圖中最大D回路電流圖中最小答案A解析設(shè)ab段電阻為r，圖中a、b兩點間的電勢差U3Ir，圖中a、b兩點間的電勢差UIr，圖中a、b兩點間的電勢差U，圖中a、b兩點間的電勢差UIr，所以a、b兩點間的電勢差圖中最大，選項A正確，B錯誤回路電流圖中最小，其它回路電流相等，選項C、D錯誤2電磁感應(yīng)電路的計算如圖2所示，勻強磁場磁感應(yīng)強度B0.1 T，金屬棒AB長0.4 m，與框架寬度相同，電阻為 ，框架電阻不計，電阻R12 ，R21 ，當金屬棒以5 m/s的速度勻速向左運動時，求： 圖2(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？(2)若圖中電容器C的電容為0.3 F，則帶電荷量為多少？答案(1)0

3、.2 A(2)4×108 C3對Bt圖像物理意義的理解一矩形線圈abcd位于一隨時間變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖3甲所示)，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向為電流的正方向)，則下列選項中能正確表示線圈中電流I隨時間t變化規(guī)律的是 ()圖3答案C解析01 s內(nèi)磁感應(yīng)強度均勻增大，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可判定，感應(yīng)電流方向為逆時針方向(為負值)、大小為定值，A、B錯誤；4 s5 s內(nèi)磁感應(yīng)強度恒定，穿過線圈abcd的磁通量不變化，無感應(yīng)電流，C正確，D錯誤4對電磁感應(yīng)中圖像問題的理解邊長為a的閉合金

4、屬正三角形框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場，如圖4所示，則下列圖像與這一過程相符合的是() 圖4答案B解析該過程中，框架切割磁感線的有效長度等于框架與磁場右邊界兩交點的間距，根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)有效x，所以E電動勢Bl有效vBvxx，A錯誤，B正確框架勻速運動，故F外力F安x2，C錯誤P外力功率F外力vF外力x2，D錯誤一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈相當于電源(2)產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體或線圈的電阻相當于電源的內(nèi)阻，其他部分的電阻相當于外電阻2電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢EBlv或E

5、n.3電磁感應(yīng)電路問題的分析方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)確定電動勢的大小和方向(2)畫出等效電路圖(3)運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率、電功計算公式聯(lián)立求解二、電磁感應(yīng)中的圖像問題1圖像類型(1)隨時間變化的圖像如Bt圖像、t圖像、Et圖像和it圖像(2)隨位移x變化的圖像如Ex圖像和ix圖像2問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖像(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖像判斷或畫出新的圖像.考點一電磁感應(yīng)中的電路問題1電磁感應(yīng)中的電路問題分類(1)以部分電路歐姆定律為中心，包括六個基本物理量(電壓、電

6、流、電阻、電功、電功率、電熱)，三條定律(部分電路歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)，以及若干基本規(guī)律(串、并聯(lián)電路特點等)(2)以閉合電路歐姆定律為中心，討論電動勢概念，閉合電路中的電流、路端電壓以及閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化2對電磁感應(yīng)電路的理解(1)在電磁感應(yīng)電路中，相當于電源的部分把其他形式的能通過電流做功轉(zhuǎn)化為電能(2)“電源”兩端的電壓為路端電壓，而不是感應(yīng)電動勢例1如圖5(a)所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L0.3 m，導(dǎo)軌左端連接R0.6 的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B0.6 T的勻強磁場，磁場區(qū)域?qū)扗0.2 m細金屬棒A1和A2用長為2D0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接，

7、放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r0.3 .導(dǎo)軌電阻不計使金屬棒以恒定速度v1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場計算從金屬棒A1進入磁場(t0)到A2離開磁場的時間內(nèi)，不同時間段通過電阻R的電流強度，并在圖(b)中畫出圖5解析t10.2 s在0t1時間內(nèi)，A1產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1BLv0.18 V.其等效電路如圖甲所示由圖甲知，電路的總電阻圖 甲R總r0.5 總電流為I0.36 A通過R的電流為IR0.12 AA1離開磁場(t10.2 s)至A2剛好進入磁場(t20.4 s)的時間內(nèi)，回路無電流，IR0，從A2進入磁場(t20.4 s)至離開磁場t30.6 s的時間內(nèi)，

8、A2上 乙的感應(yīng)電動勢為E20.18 V，其等效電路如圖乙所示由圖乙知，電路總電阻R總0.5 ，總電流I0.36 A，流過R的電流IR0.12 A，綜合以上計算結(jié)果，繪制通過R的電流與時間關(guān)系如圖所示答案見解析解決電磁感應(yīng)中的電路問題三步曲(1)確定電源切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當于電源，利用EBlvsin 或En求感應(yīng)電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向(2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系)，畫出等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解突破訓(xùn)練1如圖6所示，有一個磁感應(yīng)強度為

9、B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，一半徑為r、電阻為2R粗細均勻的金屬圓環(huán)放置在磁場中，金屬圓環(huán)所在的平面與磁場垂直金屬桿Oa一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn)，另一端a擱在環(huán)上，電阻為R；另一金屬桿Ob一端固定在O點，另一端b固定在環(huán)上，電阻也是R.已知Oa桿以角速度勻速旋轉(zhuǎn)， 圖6所有接觸點接觸良好，Ob不影響Oa的轉(zhuǎn)動，則下列說法不正確的是()A流過Oa的電流可能為Br2/(5R)B流過Oa的電流可能為6Br2/(25R)COa旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為Br2DOa旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為Br2答案C解析Oa旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為：E×Br2，D正確，C錯誤；當Oa旋轉(zhuǎn)

10、到與Ob共線但不重合時，等效電路如圖甲所示，此時有IminE/(2.5R)Br2/(5R)，當Oa與Ob重合時，環(huán)接入電路的電阻為0，等效電路如圖乙所示，此時有ImaxE/(2R)Br2/(4R)，所以Br2/(5R)IBr2/(4R)，A、B均正確考點二電磁感應(yīng)中的圖像問題1題型特點一般可把圖像問題分為三類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像；(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖像定量計算2解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達式，進、出磁場的轉(zhuǎn)折點是解決問題的關(guān)鍵3解決圖像問題的一般步驟(1)明確圖像的種類，即是

11、Bt圖像還是t圖像，或者是Et圖像、It圖像等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)畫出圖像或判斷圖像例2(2013·山東理綜·18)將一段導(dǎo)線繞成圖7甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間

12、t變化的圖象是()圖7解析0時間內(nèi)，回路中產(chǎn)生順時針方向、大小不變的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向左.T時間內(nèi)，回路中產(chǎn)生逆時針方向、大小不變的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向右，故B正確答案B1.對圖像的認識，應(yīng)注意以下幾方面(1)明確圖像所描述的物理意義；(2)必須明確各種“”、“”的含義；(3)必須明確斜率的含義；(4)必須建立圖像和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系；(5)注意三個相似關(guān)系及其各自的物理意義：vv，BB，、分別反映了v、B、變化的快慢2電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個常見解法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變

13、化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖像作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法突破訓(xùn)練2如圖8所示，一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強磁場，其左側(cè)有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域，設(shè)電流逆時針方向為正則在線框通過磁場的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是() 圖8答案A解析在0t(t)時間內(nèi)，bc邊進入磁場，有效切割長度不變，根據(jù)楞次定律可以判斷電流沿逆時針方向，

14、為正值，大小不變；在t2t時間內(nèi)ad邊進入磁場，bc邊開始穿出磁場，有效切割長度從零開始逐漸增大，感應(yīng)電動勢從零開始逐漸增大，電流從零開始逐漸增大，根據(jù)楞次定律可以判斷電流沿順時針方向，為負值；在2t3t時間內(nèi)ad邊開始穿出磁場，有效切割長度逐漸減小到零，感應(yīng)電動勢逐漸減小到零，電流逐漸減小到零，根據(jù)楞次定律可以判斷電流沿順時針方向，為負值，符合題意的圖像是A圖突破訓(xùn)練3如圖9所示，A是一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框，每邊電阻為r.現(xiàn)維持線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示由虛線圍成的勻強磁場區(qū)域Ubcbc，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點，則b、c兩點間的電勢差隨時 圖9間變化的圖線應(yīng)為

15、 ()答案B解析線框進入磁場前，即0t<時，Ubc0；線框進入磁場的過程，即t<時，bc邊切割磁感線，相當于電源，其他三邊相當于外電路，根據(jù)右手定則可知，b端電勢高于c端，所以UbcBLv；線框完全進入磁場后，即t<時，UbcBLv；線框出磁場的過程，即t<時，Ubc.綜上分析，B正確42.電磁感應(yīng)圖像與電路綜合問題的分析例3如圖10所示，水平面內(nèi)的直角坐標系的第一象限有磁場分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強度沿y軸方向沒有變化，與x軸的關(guān)系如圖11所示，圖線是雙曲線(坐標軸是漸近線)；頂角45°的光滑金屬長導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根與O

16、N垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終與導(dǎo)軌良好接觸已知t0時，導(dǎo)體棒位于頂點O處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m2 kg；OM、ON接觸處O點的接觸電阻為R0.5 ，其余電阻不計；回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖12所示，圖線是過原點的直線求：(1)t2 s時流過導(dǎo)體棒的電流I2的大?。?2)1 s2 s時間內(nèi)回路中流過的電荷量q的大?。?3)導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F(單位：N)與橫坐標x(單位：m)的關(guān)系式圖10圖11 圖12審題與關(guān)聯(lián)解析(1)根據(jù)Et圖像可知t2 s時，回路中電動勢E24 V，所以I2 A8 A(2)由Et圖像和I可判斷It圖像中的圖線也是

17、過原點的直線t1 s時，E12 V，所以I1 A4 A則qtt6 C(3)因45°，可知任意t時刻回路中導(dǎo)體棒有效切割長度Lx再根據(jù)Bx圖像中的圖線是雙曲線特點有：EBLvBxv且E與時間成正比，可知導(dǎo)體棒的運動是勻加速直線運動由題圖知Bx1 Tm，E2t，所以v2t即棒運動的加速度a2 m/s2棒受到的安培力F安BIlBIxBx·棒做勻加速運動，由牛頓第二定律得FF安ma則FF安mama44答案(1)8 A(2)6 C(3)F44高考題組1(2013·新課標·17)如圖13，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點

18、接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌空間存在垂直于紙面的均勻磁場用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時，運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖 圖13線，可能正確的是()答案A解析設(shè)bac2，MN以速度v勻速運動，導(dǎo)體棒單位長度的電阻為R0.經(jīng)過時間t，導(dǎo)體棒的有效切割長度L2vttan ，感應(yīng)電動勢EBLv2Bv2ttan ，回路的總電阻R(2vttan )R0，回路中電流i.故i與t無關(guān)，是一個定值，選項A正確2(2013·新課標·16)如圖14，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(

19、dL)的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下導(dǎo)線框以某一初速度向右運動，t0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進入并通過磁場區(qū)域下列vt圖象中，可能正確描圖14述上述過程的是()答案D解析導(dǎo)線框進入磁場的過程中，線框受到向左的安培力作用，根據(jù)EBLv、I、FBIL得F，隨著v的減小，安培力F減小，導(dǎo)線框做加速度逐漸減小的減速運動整個導(dǎo)線框在磁場中運動時，無感應(yīng)電流，導(dǎo)線框做勻速運動，導(dǎo)線框離開磁場的過程中，根據(jù)F，導(dǎo)線框做加速度減小的減速運動，所以選項D正確模擬題組3.如圖15所示，每一邊的長都為L、電阻都為R的正方形金屬線框abcd，由圖示位置從靜止開

20、始勻加速通過磁感應(yīng)強度為B的寬為4L的勻強磁場區(qū)域，在線框經(jīng)過磁場的過程中，下列關(guān)于a、b兩點間的電勢差uab與流過ab邊的電流i(順時針方向為正方向)隨圖15時間t的變化圖像正確的是()答案BC解析線框在磁場中運動可分為如圖所示的1、2、3三個位置來研究設(shè)由初始位置運動到1位置耗時為t0，此時的速度為v，ab邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢為BLv，由于四個邊都有電阻，a、b兩點間的電勢差uab，而流過ab邊的電流為i，由于該過程是勻加速運動，故a、b兩點間的電勢差隨時間均勻增加線框由1位置運動到2位置時，由于位移為初始位置到1位置的3倍，故耗時也為t0(由勻加速運動的規(guī)律可知)，則線框在2位置時的速

21、度為2v，則ab邊產(chǎn)生的電動勢為2BLv，由于該過程沒有磁通量變化，故沒有感應(yīng)電流，a、b兩點間的電勢差是均勻增加的線框由2位置到3位置的過程中，cd邊開始切割磁感線產(chǎn)生電動勢，故a、b點的電勢差由uab開始均勻增加，而電流也由i開始均勻增加，同時電流方向發(fā)生了變化，直到cd邊出了磁場，此時電勢差與電流都變?yōu)榱?如圖16所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個單匝正方形導(dǎo)線框ABCD，導(dǎo)線框的邊長為L0.4 m，總電阻為R0.1 .在直角坐標系xOy第一象限中，有界勻強磁場區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿足曲線方程y0.2sin x(m)，磁感應(yīng)強度B0.2 T，方向垂直線面向里導(dǎo)線框在沿x軸正方圖1

22、6向的拉力F作用下，以速度v10 m/s水平向右做勻速直線運動，恰好拉出磁場(1)求導(dǎo)線框AD兩端的最大電壓；(2)在圖17中畫出運動過程中導(dǎo)線框的it圖像，并估算磁場區(qū)域的面積；圖17(3)求導(dǎo)線框在穿越整個磁場的過程中，拉力F所做的功答案(1)0.3 V(2)見解析圖0.038 5 m2(3)0.048 J解析(1)當導(dǎo)線框AD邊運動到磁場中心線時，AD邊兩端的電壓最 大，如圖所示EmBlv0.2×0.2×10 V0.4 VIm4 AUmIm·R0.3 V(2)BC邊切割磁感線的時間為t1 s0.03 s，此后的t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框中無感應(yīng)電流t2 s0.01

23、sAD邊切割磁感線的時間t3t10.03 s在整個切割過程中，it圖像如圖所示由圖像可知，每個小方格表示電荷量q0.000 5 Ct1時間內(nèi)，圖像與t軸所圍區(qū)域共有小方格N154個(150個157個均算正確)故t1時間內(nèi)通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量QNq0.077 C又Qt1S0.038 5 m2(3)在t1和t3時間內(nèi)，通過導(dǎo)線框的電流按正弦規(guī)律變化IIm2 AWI2R(t1t3)0.048 J(限時：45分鐘)題組1對電磁感應(yīng)中電路問題的考查1如圖1所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd.b、d間連有一定值電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R

24、.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向紙面內(nèi))現(xiàn)對MN施 圖1力使它沿導(dǎo)軌以速度v做勻速運動令U表示MN兩端電壓的大小，則()AUvBl BUvBlCUvBl DU2vBl答案A解析電路中感應(yīng)電動勢為EBlv，則MN兩端電壓大小U·RBlv.2如圖2所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時兩端的電阻)，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，與環(huán)的最高點A連接的長度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的線速度為v，則這時導(dǎo)體棒AB圖2兩端的電壓大小為()A.B.C.DBav答案A解析擺到豎

25、直位置時，導(dǎo)體棒AB切割磁感線的瞬時感應(yīng)電動勢EB·2a·(v)Bav.由閉合電路歐姆定律得，UAB·Bav，故選A.3如圖3所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運動，當電路 圖3穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運動時()A電容器兩端的電壓為零B電阻兩端的電壓為BLvC電容器所帶電荷量為CBLvD為保持MN勻速運動，需對其施加的拉力大小為答案C解析當導(dǎo)線MN勻速向右運動時，導(dǎo)線MN產(chǎn)

26、生的感應(yīng)電動勢恒定，穩(wěn)定后，電容器既不充電也不放電，無電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒有電壓，電容器兩極板間的電壓為UEBLv，所帶電荷量QCUCBLv，故A、B錯，C對；MN勻速運動時，因無電流而不受安培力，故拉力為零，D錯4.把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，如圖4所示，一長為2a、電阻等于R、粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求： 圖4(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；(2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率答案(1)，從N流向M(2)解析(1)把切割磁感線的金

27、屬棒看成一個內(nèi)阻為R、電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)的相同電阻，畫出等效電路圖如圖所示等效電源電動勢為EBlv2Bav外電路的總電阻為R外R棒上電流大小為I電流方向從N流向M.根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為UMNEBav.(2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為PIE.題組2對電磁感應(yīng)圖像的考查5如圖5所示，一直角三角形金屬框，向左勻速地穿過一個方向垂 直于紙面向里的勻強磁場，磁場僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的形狀和大小與金屬框完全相同，且金屬框的下 圖5邊與磁場區(qū)域的下邊界在一條直線上若取順時針方向為電流的正方向，則金屬框穿過磁場過程的感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖像是下圖中的 ()答

28、案C解析根據(jù)楞次定律，在進磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，切割的有效長度隨時間線性增大，排除A、B；在出磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，切割的有效長度隨時間線性減小，排除D，故選項C正確6.如圖6所示，邊長為L、總電阻為R的正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc邊緊靠磁感應(yīng)強度為B、寬度為2L、方向豎直向下的有界勻強磁場的邊緣現(xiàn)使線框以初速度v0勻加速通過磁場，下列圖線中能定性反映線框從開始進入到完全離開磁場的過程中，線框中 圖6的感應(yīng)電流(以逆時針方向為正方向)隨時間t、位移x變化的圖像是()答案AD解析因線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨速度的增大而增大，故在線框全部進入

29、磁場前，感應(yīng)電流一直增大；線框從磁場中穿出時，感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流仍在增大；完全進入磁場、全部處于磁場中、完全從磁場中通過所需的時間越來越短，結(jié)合以上特點可知，感應(yīng)電流與時間的關(guān)系圖像正確的是A；因為勻加速過程中，中間位置的速度大于中間時刻的速度，且線框完全進入磁場、全部處于磁場中、完全從磁場中通過所發(fā)生的位移相同，故感應(yīng)電流與位移x的關(guān)系圖像正確的是D.7.(2013·福建·18)如圖7，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO平行，線框平面與磁場方向

30、垂直設(shè)OO下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律 () 圖7答案A解析線框在0t1這段時間內(nèi)做自由落體運動，vt圖象為過原點的傾斜直線，t2之后線框完全進入磁場區(qū)域中，無感應(yīng)電流，線框不受安培力，只受重力，線框做勻加速直線運動，vt圖象為傾斜直線t1t2這段時間線框受到安培力和重力作用，線框的運動類型只有三種，即可能為勻速直線運動、也可能為加速度逐漸減小的加速直線運動，還可能為加速度逐漸減小的減速直線運動，而A選項中，線框做加速度逐漸增大的減速直線運動是不可能的，故不可能的vt圖象為A選項中的圖象8如圖8所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好在兩根導(dǎo)軌的端點d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計現(xiàn)用一水平向右的外力F1作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右沿導(dǎo)軌滑動，滑動中桿ab始終垂直于導(dǎo)軌金屬桿受到的安培力用F安表示，則關(guān)于圖中F1與F安隨時間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是()圖8答案B解析設(shè)導(dǎo)軌間距為l，金屬桿質(zhì)量為m，速度大小為v，加速度為a，d、e間電阻的阻值為R，取向右為正方向，根據(jù)題意，F(xiàn)安，F(xiàn)1F安ma.題圖四個選項中，F(xiàn)安t，說明vt，a一定