1、专题专题 80电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题 1. 2021内蒙古包头市模拟如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端 接有电阻 R，电阻为 r 的金属棒 AB 垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好，其他电阻不计两 导轨间存在竖直向下的匀强磁场给 AB 以水平向右的初速度 v0并开始计时，下面四幅反映 AB 的速度 v 随时间 t 变化规律的图像中，可能正确的是() 2(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚 线 MN 所示一硬质细导线的电阻率为、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环固定 在纸面内，圆心 O 在 MN 上t0
2、时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图(b)所示则在 t0 到 tt1的时间间隔内() A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C.圆环中的感应电流大小为B0rS 4t0 D.圆环中的感应电动势大小为B0r 2 4t0 3. 如图所示，矩形闭合导线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用 t1、t2分别表示线 框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界 线 OO平行，线框平面与磁场方向垂直设 OO下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列 哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度
3、 v 随时间 t 变化的规律() 42021山西五地四市联考如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强 磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为 l，线框从图示位置开 始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流 i 随位 移 x 变化的图像正确的是() 5如图甲，线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上，在 ab 线圈中通以变化的电流，用示波器测 得线圈 cd 间电压如图乙所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线 圈 ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是() 6. 如图所示，在平面直角坐标系 xOy 的第
4、一、三象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场， 二者磁感应强度相同，圆心角为 90的扇形导线框 OPQ 以角速度绕 O 点在图示坐标平面内 沿顺时针方向匀速转动规定与图中导线框的位置相对应的时刻为 t0，导线框中感应电流 以逆时针为正方向则关于该导线框转一周的时间内感应电流 i 随时间 t 的变化图像，下列正 确的是() 72021浙江 1 月(多选)发电机的示意图如图甲所示，边长为 L 的正方形金属框，在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中以恒定角速度绕 OO轴转动，阻值为 R 的电阻两端的电压如图乙 所示其他电阻不计，图乙中的 Um为已知量则金属框转动一周() A.框内电流方向不变 B.电动势的
5、最大值为 Um C.流过电阻的电荷量 q2BL 2 R D.电阻产生的焦耳热 QUmBL 2 R 82021昆明市摸底(多选)如图甲所示，导体框架 abcd 放置于水平面内，ab 平行于 cd， 导体棒 MN 与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁 感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示， MN 始终保持静止 规定竖直向上为磁场正方向， 沿导体棒由 M 到 N 为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力 F 的正方向，水平向 左为导体棒所受摩擦力 f 的正方向，下列图像中正确的是() 9如图所示，Q 是单匝金属线圈，MN 是一个螺线管，它的绕线方法没
6、有画出，Q 的输 出端 a、b 和 MN 的输入端 c、d 之间用导线相连，P 是在 MN 的正下方水平放置的用细导线制 的软弹簧线圈若在 Q 所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在 t1至 t2时间段内弹簧 线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是() 10. 如图所示的匀强磁场中有一根弯成 45的金属线 POQ， 其所在平面与磁场垂直， 长直导线 MN 与金属线紧密接触，起始时 OAl0，且 MNOQ，所有导线单位长度电阻均为 r，MN 匀 速水平向右运动的速度为 v，使 MN 匀速运动的外力为 F，则外力 F 随时间变化的规律图像正 确的是() 11将一段导线绕成图甲
7、所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内回路的 ab 边置于 垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的 正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图乙所示用 F 表示 ab 边受到的安培力，以 水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图像是() 专题专题 80电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题 1D金属棒 AB 切割磁感线产生的感应电动势 EBLv，电路中的电流 I E Rr，由牛 顿第二定律得，BILma，a B2L2v m（Rr），因为 v 变小，故金属棒 AB 的加速度减小，D 正确， ABC 错误 2BC本题考查电磁感应
8、中的楞次定律、 感应电动势、 感应电流、左手定则和电阻定律， 以及推理能力和综合分析能力，体现了模型建构、科学推理的核心素养 由楞次定律(“增反减同”)可判断出感应电流方向始终沿顺时针方向，故 B 正确由左手 定则可判断出圆环所受安培力的方向先向左后向右， 故 A 错 感应电动势 ES有效B t 1 2r 2B0 t0 r 2B0 2t0 ，故 D 错由电阻定律得圆环电阻 R2r S ，则感应电流 IE R B0rS 4t0 ，故 C 正确 3A在 0t1时间内，线框做自由落体运动，t2时刻以后，线框全部进入磁场后做匀加 速直线运动，这两段时间内的 vt 图线均为直线在 t1t2时间内，线框进
9、入磁场的过程中， 安培力等于重力，即B 2L2v0 R mg 时线框匀速运动，D 正确；若线框的速度 v 大于 v0，则进入 磁场后减速或先减速后匀速，由B 2L2v R mgma 可知，减速过程加速度减小，B 正确；若线框 的速度 vv0，则线框进入磁场后加速运动或先加速后匀速，由 mgB 2L2v R ma 可知加速过程 的加速度变小，C 正确，则不可能的为 A. 4B闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后减小，根据楞次定律和安培定则， 感应电流先逆时针后顺时针， 即先正后负， AD 错误； 导线框切割的有效长度是先增加后减小， 由 EBLv，感应电动势的大小是先增加后减小，所以感应电
10、流先增加后减小，B 正确，C 错 误 5C由图乙可知，线圈 cd 每个时间段内产生的感应电动势的大小不变，则产生感应电 动势的原磁场的变化是均匀的，即 ab 中电流的变化是均匀的，因此 C 正确 6A在线框切割磁感线产生感应电动势时，由 E1 2BL 2知，感应电动势一定，感应电 流大小不变，B、D 错误在T 2 3 4T 内，由楞次定律判断可知线框中感应电动势方向沿逆时针 方向，为正方向，故 A 正确，C 错误 7BD由于滑环的作用，通过 R 的电流方向不变，但是框内的电流方向是变化的，A 错 误；由题图可知，由于线框没有电阻，所以电动势等于电阻两端的电压，B 正确；因为流过 R 的电流方向不变，金属框转动半周，流过 R 的电荷量 q I tE R t R 2BL 2 R ，所以金属 框转动一周流过 R 的电荷量 q2q4BL 2 R ，C 错误；由 UmBL2，解得Um BL2，金属框转动 一周，电阻产生的焦耳热 QU 2 R T Um 2 2 R 2 UmBL 2 R ，D 正确 8BD9.B10.C11.B
