2027届高三物理一轮复习试题第12章第3讲专题提升：电磁感应中的电路和图像（Word版含解析）

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1.两个相互连接的金属圆环如图所示,小金属环的电阻是大金属环电阻的12,连接处电阻不计,匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在大环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电压为( )
A.12EB.13E
C.23ED.E
2.(2025上海华师大二附中模拟)如图所示,由均匀导线制成的半径为R的圆环,以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差Uab为( )
A.2BRvB.22BRv
C.-24BRvD.-324BRv
3.(2025安徽合肥模拟)如图所示,半径为r1、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为r2的圆形区域存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于线圈平面向外,磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0+kt,B0、k为正的常量,线圈电阻为R,则磁感应强度从B0增大到2B0的时间内( )
A.线圈中电子沿顺时针方向定向移动
B.线圈有收缩的趋势
C.线圈中产生的焦耳热为π2kB0r24R
D.通过导线横截面的电荷量为πB0r222R
题组二 电磁感应中的图像问题
4.(2025湖北卷)如图甲所示,相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内,两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上,金属棒与导轨接触良好,导轨电阻忽略不计。导轨间存在方向与导轨平面垂直的磁场,其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图乙所示,t=T时刻,B=0。t=0时刻,两棒相距x0,ab棒速度为零,cd棒速度方向水平向右,并与棒垂直,则0~T时间内流过回路的电荷量为( )
甲
乙
A.B0Lx04RB.B0Lx02R
C.B0Lx0RD.2B0Lx0R
5.图甲是由同种规格的电阻丝制成的闭合线圈,线圈包围区域内有垂直于线圈所在平面的匀强磁场,图乙为线圈中的磁感应强度B(取垂直于线圈所在平面向里为正方向)随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量Φ及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像,可能正确的是(取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向,水平向左为安培力的正方向)( )
甲
综合提升练
6.(2025江苏徐州二模)某游乐园中过山车从倾斜轨道最高点无动力静止滑下后到水平直轨道停下。为保证安全,水平轨道上安装有磁力刹车装置,其简化示意图如图所示。水平直轨道右侧与定值电阻R相连,虚线PQ的右侧有竖直向上的匀强磁场,左侧无磁场。过山车的刹车金属片可等效为一根金属杆ab,其从倾斜轨道上某一位置由静止释放,最终静止在水平轨道某一位置,忽略摩擦力和空气阻力。下列关于金属棒ab运动过程中速率v、加速度大小a与运动时间t或运动路程s的关系图像可能正确的是( )
7.(多选)(2025湖南邵阳三模)某研究小组设计的一种“圆盘电动机”如图所示。半径为L的导体圆环竖直放置,圆环附近存在水平向右且垂直于圆环平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,它通过三根阻值均为3R的辐条与转轴O1O2固连。圆环左侧的电阻R通过导线与辐条并联,电源E是恒流源,能提供恒定不变的电流I(箭头表示电流方向),电阻R与电源E之间接有开关S;圆环的右侧有一个半径为L3且能与圆环随转轴一起转动的圆盘,其上绕有不可伸长的细线,下端悬挂铝块。除铝块外,其他物体质量忽略不计,不考虑任何摩擦阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,单根辐条所受的安培力大小F=12BIL
B.开关S断开后,铝块下落过程中电阻R中的电流从a流向b
C.当开关S闭合,改变铝块质量,电动机输出的最大机械功率可以为Pm=18I2R
D.开关S断开后,质量为m0的铝块,经足够长时间未落地,铝块下落的最终速率vm=8m0gR9B2L2
培优拔高练
8.(2025湖北模拟预测)如图所示,两个半径均为R的圆形磁场区域内,存在磁感应强度大小相等、方向分别垂直于纸面向外、向里的匀强磁场。现有半径也为R的圆形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向,则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是( )
答案：
1.B 解析 a、b间的电压等于路端电压,而小金属环电阻占电路总电阻的13,故a、b间电压为U=13E,选项B正确。
2.D 解析 有效切割长度即a、b连线的长度,如图所示。由几何关系可知有效切割长度为2R,所以产生的电动势为E=BLv=B·2Rv,圆环在磁场内的部分电流的方向为a→b,所以Uab