2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)-培優(yōu)計(jì)劃-高考必考題突破講座10電磁感應(yīng)中的圖象問題突破訓(xùn)練

2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)培優(yōu)計(jì)劃高考必考題突破講座（10）電磁感應(yīng)中的圖象問題突破訓(xùn)練1．(2017·廣東廣州模擬)如右圖所示，abcd是邊長為L，每邊電阻均相同的正方形導(dǎo)體線框，現(xiàn)維持線框以恒定的速度v沿x軸運(yùn)動，并穿過傾角為45°的三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．線框b點(diǎn)在O位置時開始計(jì)時，則在t＝eq\f(2L,v)時間內(nèi)，a、b二點(diǎn)的電勢差U隨時間t的變化圖線為(D)解析t＝eq\f(L,v)時刻，ab邊完全進(jìn)入磁場，電動勢E＝BLv，ab間的電壓等于路端電壓，Uab＝eq\f(3,4)BLv，選項(xiàng)C錯誤；t＝eq\f(2L,v)時刻，線框完全進(jìn)入磁場，ab間的電壓等于電動勢E，選項(xiàng)A、B錯誤，D正確．2．如圖所示，邊長相等的正方形導(dǎo)體框與正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)，其對角線在同一水平線上，導(dǎo)體框沿水平方向由a到b勻速通過垂直于紙面向外的磁場區(qū)，導(dǎo)體框中的電流隨時間變化關(guān)系正確的是(順時針方向電流為正)圖乙中的(A)解析設(shè)導(dǎo)體框沿水平方向勻速通過磁場區(qū)的速度大小為v，剛進(jìn)入磁場時，切割磁感線的有效長度為l＝2vt，所以感應(yīng)電動勢為E＝Blv＝2Bv2t，由楞次定律知電流方向?yàn)轫槙r針方向；當(dāng)導(dǎo)體框與磁場區(qū)重合時電流最大；導(dǎo)體框再向右運(yùn)動，電流逐漸減小，方向?yàn)槟鏁r針方向，選項(xiàng)A正確．3．(2018·湖北黃石模擬)將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90°的扇形導(dǎo)線框OMN，其中OM＝R，圓弧MN的圓心為O點(diǎn)，將導(dǎo)線框的O點(diǎn)置于如圖所示的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，其中第二和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，第三象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B.從t＝0時刻開始讓導(dǎo)線框以O(shè)點(diǎn)為圓心，以恒定的角速度ω沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，假定沿ONM方向的電流為正，則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是(B)解析在0～t0時間內(nèi)，線框從圖示位置開始(t＝0)轉(zhuǎn)過90°的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1＝eq\f(1,2)BωR2，由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流為I1＝eq\f(E1,r)＝eq\f(BωR2,2r)，根據(jù)楞次定律判斷可知，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向(沿ONM方向)．在t0～2t0時間內(nèi)，線框進(jìn)入第三象限的過程中，回路中的電流方向?yàn)轫槙r針方向(沿OMN方向)．回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2＝eq\f(1,2)BωR2＋eq\f(1,2)2BωR2＝eq\f(3,2)BωR2＝3E1；感應(yīng)電流為I2＝3I1.在2t0～3t0時間內(nèi)，線框進(jìn)入第四象限的過程中，回路中的電流方向?yàn)槟鏁r針方向(沿ONM方向)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E3＝eq\f(1,2)BωR2＋eq\f(1,2)2BωR2＝eq\f(3,2)BωR2＝3E1；感應(yīng)電流為I3＝3I1.在3t0～4t0時間內(nèi)，線框出第四象限的過程中，回路中的電流方向?yàn)轫槙r針方向(沿OMN方向)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E4＝eq\f(1,2)BωR2，由閉合電路歐姆定律得，回路電流為I4＝I1，選項(xiàng)B正確．4．(2017·山東青島期末)(多選)如圖所示，理想邊界勻強(qiáng)磁場寬度為L，一邊長為L的正方形導(dǎo)線框自磁場邊界上方L處自由下落，下列圖象中對于線框自開始下落到離開磁場區(qū)域的運(yùn)動情況描述可能正確的是(ACD)解析當(dāng)線框自由下落L時的速度v0＝eq\r(2gL)，若此速度滿足mg＝BIL，即mg＝Beq\f(BLv0,R)L，v0＝eq\f(mgR,B2L2)，則線框?qū)蛩龠M(jìn)入磁場，然后勻速離開磁場，則此時v2－h(huán)圖線為A；若線框進(jìn)入磁場的速度滿足v0＝eq\r(2gL)＞eq\f(mgR,B2L2)，則線框進(jìn)入磁場時，安培力大于重力，則線框?qū)⒆黾铀俣葴p小的減速運(yùn)動，然后離開磁場，此時的v2－h(huán)圖線為C；若線框進(jìn)入磁場的速度滿足v0＝eq\r(2gL)＜eq\f(mgR,B2L2)，則線框進(jìn)入磁場時，安培力小于重力，則線框?qū)⒆黾铀俣葴p小的加速運(yùn)動，可能速度達(dá)到eq\f(mgR,B2L2)，然后做勻速運(yùn)動，此時的v2－h(huán)圖線為D．故選項(xiàng)A、C、D正確，B錯誤．5．(2017·四川卷)(多選)如圖甲所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流的功率為P，它們隨時間t變化圖象可能正確的有(BC)解析設(shè)某時刻金屬棒的速度為v，根據(jù)牛頓第二定律F－FA＝ma，即F0＋kv－eq\f(B2l2v,R＋r)＝ma，即F0＋(k－eq\f(B2l2,R＋r))v＝ma，如果k>eq\f(B2l2,R＋r)，則加速度與速度成線性關(guān)系，且隨著速度增大，加速度越來越大，即金屬棒運(yùn)動的v-t圖象的切線斜率越來越大，由于FA＝eq\f(B2l2v,R＋r)，F(xiàn)At圖象的切線斜率也越來越大，感應(yīng)電流(i＝eq\f(Blv,R＋r))、電阻兩端的電壓(UR＝eq\f(BlRv,R＋r))及感應(yīng)電流的功率(P＝eq\f(B2l2v2,R＋r))也會隨時間變化得越來越快，選項(xiàng)B正確；如果k＝eq\f(B2l2,R＋r)，則金屬棒做勻加速直線運(yùn)動，電動勢隨時間均勻增大，感應(yīng)電流、電阻兩端的電壓、安培