人教版高考物理二轮复习楞次定律与电磁感应定律电磁感应中的图像问题含答案

电磁感应中的图像问题

1.一个边长为的正方形区域内,有垂直纸面的匀强磁场,其中范围内的磁场垂直纸面向里,范围内的磁场垂直纸面向外,磁感应强度大小均为B,如图所示.其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框,边与边界在一条直线上,线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向(俯视)为正.在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是(   )

A. B. C. D.

2.如图所示,正方形导线框和菱形在同一水平面内,,位于的中点菱形区域存在方向竖直向上的匀强磁场,使线框从图示位置沿方向匀速穿过菱形区域,规定电流逆时针方向为正,则线框中的电流随位移变化的图像可能是(   )

A. B.
C. D.

3.如图所示，一个各短边边长均为L，长边边长为的均匀线框，匀速通过宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，线框沿纸面向右运动，开始时线框右侧短边恰好与磁场左边界重合，此过程中最右侧短边两端点两点间电势差随时间t变化关系图像正确的是(   )

A. B. C. D.

4.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以某一速度向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t的变化的图象可能正确的是（ ）

5.如图所示，在虚线左侧的足够大区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一个直角三角形金属线框，线框左边与磁场边界平行，线框的电阻为R，线框以垂直虚线方向的速度做匀速直线运动，从线框的左边进入磁场时开始计时，E表示线框产生的感应电动势大小，F表示线框受到的拉力大小，P表示线框的电功率的大小，I表示线框中的感应电流的大小，则下列图像中正确的是(   )

A. B. C. D.

6.空间存在竖直向上的匀强磁场，将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中，规定图甲所示的线圈中的电流方向为正。当磁场的磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化时，能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是(    )

A.  B.
C.  D.

7.如图甲所示，一矩形金属线圈垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的边所受安培力随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力的正方向)(   )

A.  B.

C.  D.

答案以及解析

1.答案：A

解析：线框从开始进入磁场到运动L的过程中,只有边切割磁感线,感应电流方向和大小都不变,根据楞次定律可得产生的是逆时针方向的感应电流,即为正方向;之后边开始出垂直纸面向里的磁场,进入垂直纸面向外的磁场,边开始进入垂直纸面向里的磁场,回路中的感应电动势为边在垂直纸面向外的磁场中产生的电动势的2倍,随着线框的运动,回路中电动势逐渐增大,电流逐渐增大,根据楞次定律可得产生的是顺时针方向的感应电流,即为负方向;当再前进L时,边完全出磁场,边开始出垂直纸面向里的磁场,进入垂直纸面向外的磁场,有效切割长度逐渐减小,根据楞次定律可得产生的是顺时针方向的电流,即为负方向;当再前进时,有效切割长度为零,过后有效切割长度逐渐增大,根据楞次定律可得产生的是逆时针方向的电流,即为正方向,故A正确,B、C、D错误.

2.答案：D

解析：AC、导线框右边进入磁场时由楞次定律可以判断感应电流方向为顺时针方向，故A错误，C错误；

BD、当ab边与MP重合时，切割长度最大，感应电流最大；从ab边与MP重合到cd边到达N点，有效切割长度均匀减小，感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；cd边进入磁场一直运动到ab和cd边关于MP对称的中间位置，右边ab切割长度均匀减小，左边cd切割长度均匀增加，而且两边感应电动势反向，所以总电动势减小更快，到达正中央位置电流为0，故B错误，D正确。

3.答案：D

解析：线框移动的位移在0~L过程中，边切割磁感线产生的感应电动势，a点电势高于b点，则；线框移动的位移在L~过程中产生的感应电动势，a点电势低于b点，则，线框移动的位移在~过程中，最左边切割磁感线产生的感应电动势，a点电势高于b点，则，故D正确，A、B、C错误.

4.答案：C

解析：当通过闭合回路的磁通量不变，则MN棒中不产生感应电流，有：

所以可知，B与t是非线性关系，B-t图线是曲线，而且随着t的增大，B减小，故C正确，ABD错误。

5.答案：A

解析：设线框左侧的直角边边长为，右侧锐角角度为θ，线框进入磁场t时间内，线框切割磁感线的有效长度为，感应电动势为，是关于t的一次函数，即电动势随时间均匀减小，A正确;由于线框以速度做匀速直线运动，由平衡条件可知，是关于t的二次函数，B错误;电功率等于克服安培力做功的功率，则，是关于t的二次函数，C错误;线框中的感应电流，是关于t的一次函数，D错误。

6.答案：B

解析：根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为，根据欧姆定律产生的感应电流为，由图乙可得， 时间内， 均匀增大，所以穿过线圈的竖直向上磁通量增大，由楞次定律可得产生的感应电流为顺时针方向，为正.在内，磁感应强度不变，所以穿过线圈的磁通量不变，故感应电流为零;在内，磁感应强度在均匀减小，穿过线圈垂直向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流为逆时针方向，为负，因为正比于，即图像的斜率越大，产生的感应电流越大，所以B正确;

7.答案：A

解析：内，由楞次定律知，感应电流的方向为，根据，电流为定值，根据左手定则，边所受安培力的方向向左，由知，安培力均匀减小。

内，由楞次定律知，感应电流的方向为，根据，电流为定值，根据左手定则，边所受安培力的方向向右，由知，安培力均匀增大。故B.C.D错误，A正确。

故选：A