新高考物理一轮复习选择题考点专项练54　电磁感应中的图像问题（含答案解析）

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2.(B－t图像＋F－t图像)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在纸面内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以垂直纸面向里为磁场Ⅱ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( )
3.(综合考查)(多选)如图甲所示，由同种材料制成粗细均匀的矩形线方框abcd固定在匀强磁场中，磁场方向垂直方框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以垂直于方框所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列关于线框中的感应电动势的大小E、感应电流I(以顺时针方向为正)、ab边的热功率P、ab边受到的安培力F(以向右为正)随时间t变化的图像中正确的是( )
4.(B－t、I－t图像)如图甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，所在平面垂直于磁感线，两磁场的分界线恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。若规定垂直于纸面向里的磁场方向为正方向，线圈中感应电流方向沿逆时针方向为正方向，则线圈感应电流随时间的变化图像为( )
5.(F－x图像)如图所示，一等腰三角形闭合金属框架置于与匀强磁场方向垂直的平面内，其底边与磁场右边界平行，在把框架从磁场中水平向右匀速拉出磁场的过程中，下列关于拉力F随框架顶点离开磁场右边界距离x变化的图像中，正确的是( )
6.(综合考查)(多选)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形金属线框abcd，被限制在沿cd方向的水平长直轨道自由滑动。da边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，直角边长等于L，ef边与cd边在同一直线上，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示。线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正，磁场穿过线框向里时磁通量为正。则穿过线框的磁通量Φ、感应电流i、bc间的电势差Ubc、外力F随位移x变化的图像正确的是( )
7.(I－t、F－t图像)(多选)如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动(不发生转动)。从图示位置开始计时，4 s末bc边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小I和ab边所受安培力的大小Fab随时间t变化的图像可能正确的是( )
解析答案54 电磁感应中的图像问题
1．B [ 图C中，根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是顺时针，一直是正值，C错误；图D中，根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是逆时针，一直是负值，D错误；图A中，根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值，A错误；图B中，根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据法拉第电磁感应定律E1＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(B0,t0)S，E2＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(2B0,t0)S，所以E2＝2E1，又因为i＝eq \f(E,R)，所以i2＝2i1，B正确。]
2．B [根据法拉第电磁感应定律有E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nSeq \f(ΔB,Δt)，结合图乙，由于在相邻的eq \f(1,2)周期的时间间隔之内，磁感应强度与时间均成线性关系，可知磁感应强度的变化率大小为定值，即圆环中的感应电动势大小一定，可知回路中感应电流大小一定，则ab边所受安培力大小也一定，故C、D错误；在0～eq \f(1,4)T时间内，穿过圆环的原磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，ab边所受安培力方向水平向左，即F为负值，同理可以判定，在eq \f(1,4)T～eq \f(1,2)T时间内，ab边所受安培力方向水平向左，即F为负值，在eq \f(1,2)T～eq \f(3,4)T、eq \f(3,4)T～T时间内，ab边所受安培力方向均水平向右，即F均为正值，结合上述可以确定，故A错误，B正确。]
3．ACD [由法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔB,Δt)S，可知，在0～1 s和5～6 s两段时间内产生的感应电动势大小相等，且保持不变，而1～5 s时间内产生的感应电动势大小不变，但大小只有0～1 s和5～6 s两段时间的一半，A正确；由P＝I2R可知，ab边的热功率在0～1 s和5～6 s两段时间内是1～5 s内的4倍，C正确；由楞次定律可得在0～1 s和5～6 s电流为逆时针负方向，且恒定不变，而1～5 s电流为顺时针正方向且恒定不变，B错误；由F安＝ILB，ab边安培力大小与磁感应强度成正比，再利用左手定则可知，D正确。]
4．B [0～1 s时，左侧磁场均匀减弱，右侧磁场均匀增强，由楞次定律可知线圈中有顺时针方向的恒定感应电流；1～2 s时，左侧磁场均匀增强，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的恒定感应电流，右侧磁场均匀增强，由楞次定律可知线圈中有顺时针方向的恒定感应电流，故二者相互抵消；2～3 s时，左侧磁场均匀减弱，由楞次定律可知线圈中有顺时针方向的恒定感应电流，右侧磁场均匀减弱，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的恒定感应电流，故二者相互抵消；3～4 s时，左侧磁场均匀增强，右侧磁场均匀减弱，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的恒定感应电流，故A、C、D错误，B正确。]
5．D [设金属框的顶角为2α，速度为v，此过程产生的感应电动势为E＝BLv＝B·2xtan α·v＝2Btan α·vx，感应电流为I＝eq \f(E,R)＝eq \f(2Btan α·vx,R)，金属框受到的安培力大小为F安＝ILB＝B×eq \f(2Btan α·vx,R)×2xtan α＝eq \f(4B2x2tan2α·v,R)，金属框做匀速直线运动，由平衡条件可得F＝F安，由数学知识可知D正确，A、B、C错误。]
6．BC [在x≤L的过程中，磁通量Φ＝eq \f(B[L＋（L－x）]x,2)＝eq \f(1,2)B(2L－x)x，在L