【期中模拟】2023-2024学年人教版高二物理下册预测卷07 电磁感应中的电路和图像问题.zip
展开TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc14006" 01线框进出磁场产生的等效电路的相关计算 PAGEREF _Tc14006 \h 1
\l "_Tc2075" 02描绘线框进出磁场的两点间电势差 PAGEREF _Tc2075 \h 3
\l "_Tc15729" 03描绘线框进出磁场区域的I-t图像 PAGEREF _Tc15729 \h 6
\l "_Tc23888" 04判断线框进出磁场区域的a-t图像 PAGEREF _Tc23888 \h 9
\l "_Tc18620" 05利用B-t图像计算感应电动势问题 PAGEREF _Tc18620 \h 11
01线框进出磁场产生的等效电路的相关图像分析
1.(23-24高二上·陕西西安·期中)如图所示,一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框,在水平拉力作用下,以恒定的速度沿轴运动,磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时,直至完全进入磁场的过程中,设边两端电压为,线框受到的安培力为,线框的热功率为,通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是( )
A.B.C.D.
2.(多选)(22-23高二下·福建厦门·期中)如图所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直。现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正,外力F向右为正。线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是图中的( )
A.B.C.D.
3.(22-23高二下·山东德州·期中)粗细均匀的正方形单匝闭合线框abcd静止在光滑水平面上,虚线右侧区域有匀强磁场,方向竖直向下,如图所示。t=0时,ab边恰与虚线重合,此时对线框施加水平向右的外力F,使线框由静止开始向右一直做匀加速直线运动,经过时间,cd边进入磁场。设线框中感应电流大小为I、ab边两端电压为U、线框的电功率为P,则F、I、U、P随时间t变化关系正确的是( )
A.B.C.D.
4.(22-23高二下·上海嘉定·期中)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是( )
A. B. C. D.
02描绘线框进出磁场的两点间电势差
5.(2023·全国·模拟预测)如下图,为“日”字形导线框,其中和均为边长为的正方形,导线、的电阻相等,其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度略小于的匀强磁场,磁感应强度为,导线框以速度匀速穿过磁场区域,运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中,两点电势差随位移变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
6.(19-20高二上·江苏·期末)如图所示,A是一个边长为L的正方形导线框,每边长电阻为r.现维持线框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域.以顺时针方向为电流的正方向,Ubc=φb-φc,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则b、c两点间的电势差随时间变化的图线应为
A.B.
C.D.
7.(22-23高二上·北京海淀·期末)如图所示,由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框,以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场,线框的边长小于有界磁场的宽度。开始计时时线框的ab边恰与磁场的左边界重合,在运动过程中线框平面与磁场方向保持垂直,且ab边保持与磁场边界平行,则图中能定性的描述线框中c、d两点间的电势差Ucd 随时间变化情况的是( )
A.B.C.D.
8.(多选)(11-12高三上·北京房山·单元测试)图示有三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值,外力F向右为正.则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是( )
A.B.C.D.
9.(22-23高二下·北京海淀·期中)一长方形闭合导线框abcd,ab边长为,bc边长为2L,线框各边粗细均匀,bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合。在x轴原点O的右侧有宽度0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,磁场的磁感强度为1.0T,如图所示。当线框以2.4m/s的速度沿x轴正方向匀速运动穿过磁场区域时,图像表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中,ab边两端电势差随位置变化的情况,其中正确的是( )
A. B. C. D.
10.(2009·辽宁抚顺·二模)如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,在图中给出的线框E、F两端的电压与线框移动距离x的关系的图像正确的是( )
A.B.
C.D.
03描绘线框进出磁场区域的I-t图像
11.(23-24高二上·宁夏吴忠·期中)矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定逆时针方向为感应电流i的正方向,下列各图中正确的是( )
A.B.C.D.
12.(多选)(22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,有一宽为2L的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框MNPQ,以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中,金属线框MN边始终与磁场区域边界平行,取MN边刚进入磁场为计时起点,规定顺时针方向为电流正方向,则在下列选项中,能正确反映线框中感应电流i以及MN两点间电势差UMN随时间变化规律的是( )
A. B.
C. D.
13.(多选)(22-23高二下·山东烟台·期中)如图所示,空间中存在一未知宽度的竖直边界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。边长为l的正三角形金属线框ABC的端点C刚好在磁场的左边界上,边BC与磁场边界垂直。现用外力使线框向右匀速穿过该磁场,边BC始终保持与磁场边界垂直,则在此过程中线框中产生的感应电流i与线框运动时间t之间的关系图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
14.(22-23高二下·福建三明·期中)垂直于光滑水平桌面有向下和向上且宽度均为L的匀强磁场B,如图所示,以O为坐标原点建立x轴,边长为L的正方形导线框abcd在外力作用下从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,规定逆时针方向为电流的正方向,已知导线框在、、时刻所对应的位移分别是L、2L、3L,下列关于感应电流i随时间t或位移x的变化规律正确的是( )
A.B.
C.D.
15.(多选)(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,水平桌面上有一个半径为的导线框,虚线右侧存在垂直于桌面向下的匀强磁场。导线框在外力的作用下沿垂直方向匀速进入磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的为正,外力向右为正,则以下关于线框中的感应电流i、外力、电功率随时间变化的图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
16.(23-24高二上·辽宁大连·期末)如图所示,在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为,线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域,若规定逆时针方向为感应电流的正方向,则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
04判断线框进出磁场区域的a-t图像
17.(21-22高二下·重庆沙坪坝·期中)一有界区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L;一个高为L的梯形导体框在外力作用下以速变v向右匀速穿过磁场。设时刻边位于磁场左边界,规定向左为安培力正方向。下列线框所受安培力F随时间t的变化规律正确的是( )
A.B.C.D.
18.(22-23高三上·湖南长沙·期末)边长为l的正方形线框以初速度水平抛出,在其正下方有一宽度为、水平足够长的垂直于纸面向里的匀强磁场区域,如图所示。cd边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动。以cd边刚离开磁场时为计时起点,此后线框的加速度与其竖直方向位移的关系图像可能正确的是(忽略空气阻力,线框在此过程中不发生转动,取竖直向下为正方向)( )
A.B.C.D.
19.(21-22高二下·新疆伊犁·阶段练习)如图所示,A是一边长为L的正方形导线框.虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为3L,线框的bc边与磁场左右边界平行且与磁场左边界的距离为L,现维持线框以恒定的速度v沿x轴正方向运动,规定磁场对线框作用力沿x轴正方向为正,且在图示位置时为计时起点,则在线框穿过磁场的过程中,磁场对线框的作用力随时间变化的图像正确的是( )
A.B.
C.D.
20.(多选)(20-21高三下·辽宁·阶段练习)如图所示,正方形线框A的边长为L,质量为m,总电阻为R。磁场区域的宽度为2L,磁感应强度为B,方向为垂直纸面向里,线框现在一水平恒力F的作用下沿着光滑的水平面向右运动,当线框刚进入磁场时,线框便做速度为的匀速运动,而当线框完全离开磁场时,其速度又恰好变为,若线框的加速度为a,速度为v,所受安培力的大小为,线框所产生的焦耳热为Q,则下列图像可能正确的是 ( )
A.B.C.D.
05利用B-t图像计算感应电动势问题
21.(22-23高二下·山东临沂·期中)一质量为m=0.32kg,长为L=0.4m、匝数n=10,总电阻为r=1Ω的正方形线圈通过一弹簧秤悬挂在顶部。 正方形线圈的一半刚好处在匀强磁场区域中,如图(甲)所示。 磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图(乙)所示,从t=0时刻开始经t0时间弹簧测力计示数变为t=0时刻的三分之二,取g=10m/s2。 求:
(1)t=0时刻通过线圈的电流大小;
(2)t=0时弹簧测力计的示数;
(3)求t0的值。
22.(多选)(22-23高二下·河南郑州·期中)如图甲,ab为磁场边界,在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场,时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里,用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成两个半径分别为和的圆环1和圆环2,让圆环的直径与边界重合。磁场磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,不考虑两圆环之间的相互作用。在时间内,下列说法正确的是( )
A.两圆环中产生感应电流的方向始终为顺时针
B.两圆环一直具有扩张的趋势
C.环1和环2中感应电流的大小之比为
D.环1和环2中的电功率之比为
23.(22-23高二下·宁夏银川·期中)轻质细线吊着一质量为m=0.4kg、边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.线圈中的感应电流大小为0.5A
B.0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
C.t=0时轻质细线的拉力大小等于线圈的重力
D.线圈中感应电流的方向为逆时针
24.(多选)(20-21高二下·广东广州·期中)如图甲所示,用一根导线做成一个半径为r的圆环,其单位长度的电阻为r0,将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中,设磁场方向垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间做周期性变化关系如图乙所示,则( )
A.在t=π时刻,圆环中有顺时针方向的感应电流
B.在0~时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
C.在~π时间内通过圆环横截面的电荷量为
D.圆环在一个周期内的发热量为
25.(23-24高三上·湖北·期中)如图甲所示,金属导轨abc和deO水平放置,bc段是以O为圆心的圆弧。ad之间连接电阻为R的灯泡,abed构成边长为l的正方形,。t=0时刻,导体棒绕O沿圆弧由b向c匀速转动,角速度为,转动时间为。已知在扇形Obc区域内分布着方向垂直纸面向外、大小恒为的匀强磁场;abed区域内匀强磁场B随时间变化如图乙所示,其方向垂直纸面向里。不计其它的电阻。下列说法正确的是( )
A.在时间内灯泡中电流方向由a→d
B.在时间内灯泡两端电压为
C.在时间内abed区域中的磁通量均匀减小
D.若时间内灯泡中无电流,则图乙中B的变化率为
26.(22-23高二上·北京海淀·期末)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。N=10匝的长方形线圈ABCD放置在磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,电阻,AB边长l1=0.5m,BC边长l2=0.4m,求:
(1)在t=0到t=0.1s时间内,线圈中的感应电流的大小和方向;
(2)t=0.05s时,AB边受到的安培力F的大小和方向;
(3)在t=0到t=0.1s时间内,金属框中产生的焦耳热Q。
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