1、课时作业(五) 电磁感应中的电路及图象问题一、单项选择题1如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ 沿导轨从 MN 处匀速运动到 MN的过程中，棒上感应电动势E 随时间 t 变化的图示，可能正确的是( )解析：在金属棒 PQ 进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D 项错误在磁场中运动时 ，感应电动势 EBl v，与时间无关，保持不变，故 A 选项正确答案：A2如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为 S.若在 t1 到 t2 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 B1 均匀增加到 B2，则该段时间线圈两端a 和
2、b 之间的电势差 a b( )A恒为nSB2 B1t2 t1B从 0 均匀变化到nSB2 B1t2 t1C恒为nSB2 B1t2 t1D从 0 均匀变化到nSB2 B1t2 t1解析：由楞次定律可知，在磁感应强度由 B1均匀增大到 B2的过程中， ba，所以 a b0；由法拉第电磁感应定律可知，线圈两端a、b 之间电势 差 UabEn n ；综上可知， 选项 C 正t SB2 B1t2 t1确，选项 A、B、D 错误答案：C3磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，则在 02 s 内线圈中感应电流的大小和方向为( )A逐渐增大，逆时针B逐渐减小，顺时针C大小不
3、变，顺时针D大小不变，先顺时针后逆时针解析：因为 Bt 图象的斜率不变，所以感应电流恒定根据楞次定律判断电流方向顺时针答案：C4(开封高二检测) 如图所示，将两块水平放置的金属板用导线与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，两板间有一带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象是( )解析：带正电油滴处于静止，说明感应电动势恒定，在正对金属板之间产生的电场为恒定的匀强电场，电场力与重力平衡即电场力向上，说明上极板为感应电动势的负极，根据电流在电源内部从负极流向正极可以判断感应电流是自上而下的方向，右手判断感应电流的磁场是竖直向上的，根据楞次定律感应
4、电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，说明原磁场在减小，根据感应电动势恒定，判断原磁场在均匀减小，C 对 答案：C二、多项选择题5如图甲所示，一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度 B 的正方向，线圈中的箭头为电流 I的正方向线圈及线圈中感应电流 I 随时间变化的图线如图乙所示，则磁感应强度 B 随时间变化的图线可能是( )答案：CD6(河北唐山统考) 如图甲所示，abcd 是匝数为 100 匝、边长为10 cm、总电阻为 0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是( )A在 03 s
5、内导线圈中产生的感应电流方向不变B在 t2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为 1 VC在 02 s 内通过导线横截面的电荷量为 20 CD在 t1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为 10 W解析：在 02 s 内，磁感应强度变化率为 1 T/s，根据法拉B1t1第电磁感应定律，产生的感应电动势为 E1nS 1000.1 21 B1t1V1 V；在 23 s 内，磁感应强度变化率为 2 T/s，根据法拉第B2t2电磁感应定律，产生的感应电动势为 E2nS 1000.1 22 V2 B2t2V在 02 s 内穿过线圈的磁通量增加，在 23 s 内穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知在 03 s
6、 内线圈中产生的感应电流方向发生了变化，选项 A 错误在 t2.5 s 时，产生的感应电动势为 E22 V，选项 B 错误 在 0 2 s 内，感应电流 I 10 A，通过导线横截E1R面的电荷量为 qIt20 C，选项 C 正确在 t1 s 时，导线圈内感应电流的瞬时功率 PUII 2R10 20.1 W10 W，选项 D 正确答案：CD三、非选择题7如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距 d0.5 m右端接一阻值为 4 的小灯泡 L，在 CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B 按如图乙规律变化CF 长为 2 m在 t0 时，金属棒从图中位置由静止在恒力 F
7、 作用下向右运动到 EF 位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变已知 ab 金属棒电阻为 1 ，求：(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力 F 的大小；(3)金属棒的质量解析：(1) 金属棒未 进入磁场时，电路总电阻 R 总 R LR ab5 回路中感应电动势为：E 1 S0.5 Vt Bt灯泡中的电流强度为：I L 0.1 AE1R总(2)因灯泡亮度不变，故在 t4 s 末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此 时金属棒中的电流强度：II L0.1 A恒力大小：FF ABId0.1 N(3)因灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为：E 2E 1 0.5 V金属棒在磁场中的速度：v 0.5 m/sE2Bd金属棒未进入磁场的加速度为：a 0.125 m/s 2vt故金属棒的质量为：m 0.8 kgFa答案：(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg
