2020高中物理二轮复习热点题型专练专题93电磁感应中的电路和图像问题含解析

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专题9.3电磁感应中的电路和图像问题1.在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金属线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,取线圈中磁场B的方向向上为正,当磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是()【答案】A2.矩形导线框abcd(如图(甲))放在匀强磁场中,磁感线方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图(乙)所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在0~4s时间内,线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)()【解析】由法拉第电磁感应定律知,导线框中产生的感应电流I=ER=ΔΦRΔt=ΔBSRΔt,在0~1s内,由题图(乙)知ΔBΔt不变,故I的大小也不变,由楞次定律知,感应电流方向由a→b,同理分析,在1~2s内,I的大小仍不变,方向仍由a→b,故A、B错;由左手定则知,0~1s内线框ab边所受安培力F向上,且由F=BIlab知,I、lab不变,B均匀减小,因此F也均匀减小,D错,C项正确.16.如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()17.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究.实验装置的示意图可用图表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d.水流速度处处相同,大小为v,方向水平.金属板与水流方向平行.地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两金属板上,忽略边缘效应,求:(1)该发电装置的电动势;(2)通过电阻R的电流强度;(3)电阻R消耗的电功率.【解析】(1)由法拉第电磁感应定律,有E=Bdv(2)两金属板间河水的电阻r=ρdS由闭合电路欧姆定律,有I=Er+R=BdvSρd+SR(3)由电功率公式P=I2R,得P=BdvSρd+SR2R【答案】(1)Bdv(2)BdvSρd+SR(3)BdvSρd+SR2R18.边长为L=0.2m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,穿过该区域磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示.将边长为L/2,匝数n=100,线圈电阻r=1.0Ω的正方形线圈abcd放入磁场,线圈所在平面与磁感线垂直,如图甲所示.求:(1)回路中感应电流的方向及磁感应强度的变化率ΔBΔt;(2)在0~4.0s内通过线圈的电荷量q;(3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量.【答案】(1)0.2T/s(2)0.2C(3)9×10-2J19.轻质细线吊着一质量为m=0.32kg,边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图(甲)所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化规律如图(乙)所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,g=10m/s2.求:(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势;(2)在前t0时间内线圈的电功率;(3)求t0的值.【答案】(1)0.4V(2)0.16W(3)2s

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