专题强化训练 电磁感应中的电路、电荷量和图像问题.docx

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1、专题强化训练（十七）电磁感应中的电路、电荷量和图像问题一、单项选择题1 .（2022全国甲卷）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半位与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为人、和人。则（）DDA.332c.1=23d.=2=2 .如图所示，电阻R=I。、半径r=0.2m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q,P、Q的圆心相同，Q的半径r2=0.1m；=0时刻，。内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度B随时间，

2、变化的关系是8=2YT）；若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框P中感应电流/随时间/变化的关系图像应该是选项图中的（）3 .如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图中的线框绕点逆时针匀速转动，磁场足够大。若取E点的电势为零，则线框中C点电势为夕C。点电势为夕3下列说法正确的是（）A.cOC.cr)B.(pcD4.c=3D4 .如图所示，用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一个边长为1.的方框，其中一边串接有一理想电流表，方框的右半部分位于匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向里，当磁感应强度大小随时间的变化率时，电流表示数为A；当磁场的磁感应

3、强度大小为8,线框绕虚线以角速度匀速转动时，电流表示数为/2,则/1：为（）A.2：1C.1.：1B.2：ID.:25 .（2024.开封模拟）将一均匀导线围成一圆心角为90。的扇形导线框OMN,其中OM=ON=R,圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为从第三象限存在垂宣纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为28。从/=0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速转动，假定沿OMN方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（）6 .如图所示是模拟法拉第圆盘发电机装置，

4、用粗细均匀的铜导线制成半径为/、电阻为47?的圆环，圆心位于。点，圆环所在空间存在垂直于圆环平面的匀强磁场，磁感应强度大小为8,另一长为/、电阻为W的金属棒04可绕转动轴O转动，A端与金属圆环接触，一阻值也为E的定值电阻通过导线分别与金属圆环的圆心。及圆环边缘MM%2SRa2P28R16R2P216R点连接。使金属棒OA绕轴。以角速度S顺时针转动（从右侧看），定值电阻中有电流流过。设流过定值电阻的电流为/,金属圆环的热功率为P,下列关于电流/的范圉和金属圆环的热功率P的最大值正确的是（）BdK以10R2Rc吆/吆*4R2RD4IOfiR7 .如图，在光滑的水平面上，宽为21.的有界匀强磁场左侧

5、放置一边长为1.的正方形导电线圈，线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场，则在线圈穿过磁场的过程中，拉力厂随位移X的变化图像、热功率尸随位移X的变化图像、线圈中感应电流/（顺时针方向为正）随位移X的变化图像正确的是（）二、多项选择题8 .有界匀强磁场磁感应强度为8,有一半径为R的线圈，其单位长度上的电阻为r,线圈直径MN垂直磁场边界于M点，现以时点为轴在纸面内，沿顺时针方向匀速旋转90。，角速度为3则（）A.感应电流方向为顺时针方向8 .感应电动势的最大值为BR2C.感应电流的最大值为迎也D.通过导体任意横截面的电荷量为广4r9 .如图所示，abcdqf为金属线框,线框由7段长均为/八电阻均

6、为长的金属棒组成,线框右侧有一宽度为1.的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,让线框匀速通过磁场，线框运动过程中，4边始终与磁场边界平行，线框平面始终与磁场垂直，则卜.列判断正确的是（）A.4边穿过磁场的过程中，通过e、边截面的电荷量之比为1：1B.q边穿过磁场的过程中，加、“边产生的焦耳热之比为9：1C.桩边穿过磁场的过程中，通过加、Cd边截面的电荷量之比为2：1D.从边穿过磁场的过程中，从、边产生的焦耳热之比为1：1IO.如图所示，边长为1.的正方形区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，等腰直角三角形线框ABC以速度V匀速进入磁场区域，且AB=近3若从C点进入磁场开始计时，单位长度线框的电阻相同

7、，则8、C两点电势差以：和8。边所受安培力见“规定FBe向上为正）随时间变化的图像正确的是（）11.如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MPQ水平放置，间距为d两侧接有电阻凡、R2,阻值均为此OQ右侧有磁感应强度大小为以方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为?、长度也为，/的金属杆置于。1。2左侧，在水平向右、大小为广的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间I到达OO2时撤去恒力F，金属杆在到达N。之前减速为零，已知金属杆电阻也为心与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是（）T11vJmxm!mxx,1.j-rIQA.杆刚进入磁场时速度大小为詈2mB.杆刚进入磁场时电阻R两端的电势差大小为警3mC

8、整个过程中，流过金属杆的电荷量为WOUD.整个过程中，电阻尺上产生的焦耳热为萼三、非选择题I2（2O23广东卷）光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域I和I1.宽度均为从其俯视图如图甲所示，两磁场磁感应强度随时间/的变化如图乙所示，ar时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为2厌和治，电阻为此边长为力的刚性正方形金属框cd,平放在水平面上，ab.边与磁场边界平行。hO时，线框ab边刚好跨过区域I的左边界以速度V向右运动。在r时刻，油边运动到距区域I的左边界T处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图甲中的虚线框所示。随后在2r时间内，I区磁感应强度线性减小到0,

9、11区磁场保持不变；23r时间内，I1.区磁感应强度也线性减小到0。求：(1”=0时线框所受的安培力R曰.2r时穿过线框的磁通量,(3)2r3r时间内，线框中产生的热量Q。专题强化训练（十七）电磁感应中的电路、电荷量和图像问题一、单项选择题1.（2022全国甲卷）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为人、和人。则（）DDDA.332c.1=23d.=2=解析设圆线框的半径为，则由题意

10、可知正方形线框的边长为2r,正六边形线框的边长为八所以圆线框的周长为J=2r,面积为Sf产。同理可知正方形线框的周长和面积分别为C=8r,0=43，正六边形线框的周长和面积分别为G=6r,53=2i（r+2r）安当八三线框材料粗细相同，根据电阻定律R=J=可知三个线框电阻之比为R：Rz：Ry=Ci:C2:C3=8：211：6,根据法拉第电磁感应定律有I=清线,可得电流Ki1.K之比为Zi：/2：/3=2：2：3,BPZ1=z23,C项正确。答案C2 .如图所示，电阻R=Q、半径r1=O.2m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域。，P、。的圆心相同，。的半径/2=0.1m；0时刻，。

11、内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度A随时间，变化的关系是A=2（T）:若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框P中感应电流/随时间，变化的关系图像应该是选项图中的（）解析由6=2-/(T)知，I瞿=ITVs,且磁感应强度减小，由楞次定律得P内电流沿顺It时针方向，为负值，故A、D两项错误；又由E=燃卜=襟辰2?，盛，解得电流大小/=0.01.11A,故B项错误，C项正确。答案C3 .如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图中的线框绕E点逆时针匀速转动，磁场足够大。若取E点的电势为零，则线框中C点电势为0c。点电势为夕。下列说法正确的是(

12、)X)1.XxcpryXf1.s-JoXA.”0B.cnD.c=n解析线框绕E点转动，线圈内磁通量没变化，因此线框中没有感应电流，但在转动过程中.每条边都切割磁感线运动.每条边都相当于电源，由于线框绕E点转动时，CE边与QE边切割磁感线的有效长度相等，角速度也相同，因此。点与。点电势相等。由右手定则判断E点电势高于C、。点的电势，综上所述，只有D项正确。答案D4 .如图所示，用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一个边长为1.的方框，其中一边串接有一理想电流表，方框的右半部分位于匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向里，当磁感应强度大小随时间的变化率M=QO时，电流表示数为八；当磁场的磁t感应强度大

13、小为用线框绕虚线以角速度3=）匀速转动时，电流表示数为/2,则人：11为（）sfX由：XX*A.2：1B.2：1C.1：1D.2:2解析方框的电阻为代靖，当磁感应强度的大小随时间的变化率为人时，由法拉第电磁感应定律知E=半，即/产B=誉，当线框绕虚线以角速度4匀速转动时，有1.Ktip11/44警=陪，所以hI=2：1,A项正确.答案A5（2024开封模拟）将一均匀导线围成一圆心角为90。的扇形导线框OMN,其中OM=ON=R,圆弧MN的圆心为。点，将导线框的。点置于如图所示的宜角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁

14、场，磁感应强度大小为2屏从/=O时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速转动，假定沿OMN方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（）解析在07。时间内，线框从图示位置开始QO）转过90。的过程中，产生的感应电动势为E1.=由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为J咛=等,根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向（沿ONM方向）；在h2h时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿。MN方向）。回路中产生的感应电动势为=/，/，2氏此2=|氏必2=3昌，感应电流大小为/2=3八；在2i3/0时间内，线框进入第四象限的过程中，

15、回路中的电流方向为逆时针方向（沿ONM方向），回路中产生的感应电动势为Ew8“相+/2B=8qW=3E,感应电流为h=3k在3小依时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿OMN方向），回路中产生的感应电动势为E4BojR2,由闭合电路欧姆定律得,回路电流大小4=,C项正确。答案C6 .如图所示是模拟法拉第圆盘发电机装置，用粗细均匀的铜导线制成半径为/、电阻为4K的圆环，圆心位于。点，圆环所在空间存在垂直于圆环平面的匀强磁场，磁感应强度大小为从另一长为/、电阻为T的金属棒QA可绕转动轴O转动，八端与金属圆环接触，一阻值也为T的定值电阻通过导线分别与金属圆环的圆心O及圆环边缘M点连接。使金属棒OA绕轴O以角速度”顺时针转动（从右侧看），定值电阻中有电流流过。设流过定值电阻的电流为/,金属圆环的热功率为P，下列关于电流/的范国和金属圆