專題63電磁感應中的電路和圖像問題導練目標導練內容目標1電磁感應中的電路問題目標2電磁感應中的圖像問題【知識導學與典例導練】電磁感應中的電路問題1．電磁感應中電路知識的關系圖2．“三步走”分析電路為主的電磁感應問題【例1】如圖所示，水平放置的平行光滑導軌左端連接開關K和電源，右端接有理想電壓表。勻強磁場垂直于導軌所在的平面。ab、cd兩根導體棒單位長度電阻相同、單位長度質量也相同，ab垂直于導軌，cd與導軌成60°角。兩棒的端點恰在導軌上，且與導軌接觸良好，除導體棒外，其余電阻不計。下列說法正確的是（）A．閉合開關K瞬間，兩棒所受安培力大小相等B．閉合開關K瞬間，兩棒加速度大小相等C．斷開開關K，讓兩棒以相同的速度水平向右切割磁感線，電壓表無示數(shù)D．斷開開關K，固定ab，讓cd棒以速度v沿導軌向右運動時電壓表示數(shù)為SKIPIF1<0；固定cd，讓ab棒以速度v沿導軌向右運動時電壓表示數(shù)為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0【例2】如圖甲所示，面積S＝0.2m2的線圈，匝數(shù)n＝630匝，總電阻r＝1.0Ω，線圈處在變化的磁場中，設磁場垂直紙面向外為正方向，磁感應強度B隨時間t按圖乙所示規(guī)律變化，方向垂直線圈平面，圖甲中傳感器可看成一個純電阻R，并標有“3V0.9W”，滑動變阻器R0上標有“10Ω，1A”則下列說法正確的是（）A．電流表的電流方向向左B．為了保證電路的安全，電路中允許通過的最大電流為1AC．線圈中產生的感應電動勢隨時間在變化D．若滑動變阻器的滑片置于最左端，為了保證電路的安全，圖乙中的t0最小值為40s電磁感應中的圖像問題電磁感應圖像類選擇題的常用解法：(1)排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項。(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖像進行分析和判斷?！纠?】如圖所示，一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內，有垂直紙面向里的勻強磁場，其左側有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域，設電流順時針方向為正。則在線框通過磁場的過程中，線框中感應電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是（）A． B．C． D．【例4】如圖所示，在光滑的水平桌面上放置有一個由同種材料制成的粗細均勻的金屬線框，總電阻為R。SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，各邊交界處均為直角。豎直向下的勻強磁場磁感應強度大小為B，其左邊界與線框SKIPIF1<0邊平行，其他方向上足夠寬廣。外力作用下，讓線框沿SKIPIF1<0方向以速度SKIPIF1<0勻速進入磁場，SKIPIF1<0邊與磁場左邊界重合時開始計時，則金屬線框進入磁場的整個過程中，A、C間電勢差SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊所受安培力F隨時間t變化的圖像中正確的是（）A． B．C． D．【例5】如圖1所示，地面上方高度為d的空間內有水平方向的勻強磁場，質量為m的正方形閉合導線框abcd的邊長為l，從bc邊距離地面高為h處將其由靜止釋放，已知h>d>l。從導線框開始運動到bc邊即將落地的過程中，導線框的v-t圖像如圖2所示。重力加速度為g，不計空氣阻力，以下有關這一過程的判斷正確的是（）A．t1~t2時間內導線框受到的安培力逐漸增大B．磁場的高度SKIPIF1<0可以用SKIPIF1<0圖中陰影部分的面積表示C．導線框重力勢能的減少量等于其動能的增加量D．導線框產生的焦耳熱大于SKIPIF1<0【例6】如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成SKIPIF1<0角，M、P兩端接一電阻為R的定值電阻，電阻為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計。整個裝置處在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。t=0時對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動，通過定值電阻R的電荷量q隨時間的平方SKIPIF1<0變化的關系如圖乙所示。下列關于穿過回路abPMa的磁通量SKIPIF1<0、金屬棒的加速度a、外力F、通過電阻R的電流I隨時間t變化的圖象中正確的是（）A． B． C． D．【多維度分層專練】1．兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度大小為0.2T，方向與紙面垂直，邊長L為0.1m、總電阻為0.05Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊距磁場邊界L，如圖所示，已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于SKIPIF1<0時刻進入磁場，以初始位置為計時起點，規(guī)定：電流沿順時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向外時磁通量SKIPIF1<0為正。則以下關于線框中的感應電動勢E、磁通量SKIPIF1<0、感應電流I和電功率P隨時間變化的圖像中正確的是（）A． B．C． D．2．導線環(huán)及圓形勻強磁場區(qū)域的半徑均為R，磁場方向與導線環(huán)所在平面垂直。當導線環(huán)從圖示位置沿兩圓心連線勻速穿過磁場區(qū)域的過程中，導線環(huán)中感應電流i隨時間t的變化關系如圖所示，規(guī)定逆時針方向的感應電流為正。其中最符合實際的是（）A． B．C． D．3．如圖甲所示，虛線SKIPIF1<0是斜面上平行于斜面底端的一條直線，SKIPIF1<0上方存在垂直于斜面向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。SKIPIF1<0時刻將一單匝正方形導體框自與SKIPIF1<0距離SKIPIF1<0處由靜止釋放，直至導體框完全穿出磁場的過程中其速度一時間圖像如圖丙所示。已知斜面傾角SKIPIF1<0，導體框與斜面間的動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0，運動中導體框底邊與SKIPIF1<0始終平行，導體框質量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，邊長SKIPIF1<0，重力加速度SKIPIF1<0。設從釋放至導體框穿出磁場的過程中，整個導體框所受安培力大小為F，回路中產生的焦耳熱的功率為P，通過導體框的電流為I，導體框的機械能為E（釋放處SKIPIF1<0），沿斜面下滑的位移為x，則下列圖像正確的是（）A． B．C． D．4．如圖所示，空心“十”字形金屬框ABCDEFGHIJKL各邊邊長相等，均為a，總阻值為R。在金屬框的右上側足夠大的空間存在垂直金屬框所在平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，金屬框上A、K兩點的連線與磁場的邊界虛線重合，在同一平面內建有沿FL連線方向的x軸。某時刻開始，金屬框以恒定的速度SKIPIF1<0沿x軸方向進入磁場（規(guī)定電流逆時針方向為正方向），則在進入磁場過程中，穿過金屬框的磁通量SKIPIF1<0、金屬框中的電流i隨時間t變化的關系圖像可能是（）A． B．C． D．5．如圖甲所示，用輕桿吊著一質量為m、邊長為L的單匝導體線框，線框電阻為R，線框置于方向垂直紙面的均勻磁場中，磁場上邊界與正方形導體線框下邊界平行，距離為SKIPIF1<0，從某時刻開始，輕桿對線框作用力F隨時間變化如圖乙所示，重力加速度SKIPIF1<0。以磁感應強度B垂直紙面向里為正，導體線框中電流I方向順時針為正，則下列圖像可能正確的是（）A． B．C． D．6．在絕緣的水平桌面上固定有MN、PQ兩根平行的光滑金屬導軌，導軌間距為l，電阻相同的金屬棒ab和cd垂直放在導軌上，兩棒正中間用一根長為l的絕緣細線相連，棒ab右側有磁感應強度大小相等的勻強磁場I、Ⅱ，寬度也為l，磁場方向均垂直導軌，整個裝置的俯視圖如圖所示。從圖示位置在棒ab上加水平拉力，使金屬棒ab和cd向右勻速穿過磁場區(qū)域，則金屬棒ab中感應電流i和絕緣細線上的張力大小F隨時間t變化的圖像，可能正確的是（規(guī)定金屬棒ab中電流方向由a到b為正）（）A．B．C．D．7．如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一邊長為a的單匝正方形金屬線框，線框以大小為v0的初速度進入磁感應強度大小為B、方向豎直向下、寬度為3a的勻強磁場，到達位置3時速度恰好為0。在此過程中，下列關于線框的速度v隨線框移動的時間t、距離x的變化圖像以及線框的MN邊的電勢差UMN隨線框移動的距離x的變化圖像，正確的是（）A． B．C． D．8．如圖甲所示，在豎直平面內有四條間距相等的水平虛線SKIPIF1<0，在SKIPIF1<0與SKIPIF1<0與SKIPIF1<0之間存在勻強磁場，磁感應強度大小均為1T，方向垂直于豎直平面向里?，F(xiàn)有一矩形線圈SKIPIF1<0，寬度SKIPIF1<0，質量為0.1kg，電阻為SKIPIF1<0，將其從圖示位置（SKIPIF1<0邊與SKIPIF1<0重合）由靜止釋放，線圈的速度隨時間的變化關系如圖乙所示，SKIPIF1<0時刻，SKIPIF1<0邊與SKIPIF1<0重合；SKIPIF1<0時刻，SKIPIF1<0邊與SKIPIF1<0重合；SKIPIF1<0時刻，SKIPIF1<0邊與SKIPIF1<0重合。SKIPIF1<0~SKIPIF1<0時間內的SKIPIF1<0圖線為與t軸平行的直線，SKIPIF1<0~SKIPIF1<0時間內和SKIPIF1<0時刻之后的SKIPIF1<0圖線均為傾斜直線。已知SKIPIF1<0~SKIPIF1<0的時間間隔為0.45s，整個運動過程中線圈平面始終處于豎直平面內。則（重力加速度g取SKIPIF1<0）（）A．SKIPIF1<0時刻，線圈運動的速度大小SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0與SKIPIF1<0與SKIPIF1<0之間的勻強磁場的寬度為1mC．在0~SKIPIF1<0時間內，通過線圈的電荷量為0.25CD．在0~SKIPIF1<0時間內，線圈產生的熱量為1.1125J9．如圖甲所示，空間存在豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出），足夠長的兩根光滑平行導軌水平固定，垂直導軌水平放置一根勻質金屬棒。從t=0時刻起，棒上通有如圖乙所示的交變