2025年高考物理总复习考点培优电磁感应专题72电磁感应中的图像问题.docxVIP

专题72电磁感应中的图像问题

1．如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈cd中产生的感应电流icd与时间t的关系图线，正确的是()

答案：D

解析：由图乙可知，在t＝0时刻，图线的斜率最大，即ab线圈中的电流变化最快，电流产生的磁场变化最快，cd线圈中的磁通量变化最快，所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大；t＝eq\f(T,4)时，图线的斜率为零，即ab线圈中的电流变化为零，电流产生的磁场变化为零，cd线圈中的磁通量变化为零，所以此时在cd线圈中无感应电流；t＝eq\f(T,4)之后，感应电流改变方向；eq\f(T,2)到T时间内c、d线圈产生的感应电流为零，由上述分析可知，D正确．

2．(多选)如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C＝60μF，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，下列说法不正确的是()

A.电容器下极板电势高于上极板

B．线圈中磁通量的变化率为3Wb/s

C．电容器两极板间电压为2.0V

D．电容器所带电荷量为120C

答案：ABD

解析：根据楞次定律可以判断出感应电流方向为逆时针方向，所以电容器下极板电势低于上极板，A错误；线圈中磁通量的变化率为eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(6－2,2)Wb/s＝2Wb/s，B错误；根据法拉第电磁感应定律，有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝2.0V，C正确；电容器所带电荷量为Q＝CU＝60×10－6×2.0C＝1.2×10－4C，D错误．

3．[2024·黑龙江省哈尔滨市重点三校期末联考]如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L.距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直．现用水平外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点．规定：电流沿逆时针方向时电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正，水平外力F向右为正．则下列关于线框中的感应电动势E、所受外力F、消耗的电功率P和通过线框的磁通量Φ随时间变化的图像正确的是()

答案：B

解析：进入磁场时磁通量随时间变化为ΔΦ＝BLvt，完全进入左边磁场后再运动0.5L时磁通量减为零，再运动0.5L磁通量变为反向的BL2，因此中间图像斜率是两端的2倍，D错误；进入磁场时感应电动势E1＝BLv，而运动到两磁场交接处时感应电动势E2＝2BLv，A错误；根据F＝BIL运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍，电流为刚进入磁场时的2倍，并且在两个磁场交接处时，左右两边都受到向左的安培力，因此在中间时，安培力是在两端时的4倍，根据P＝Fv，则在中间安培力的功率也是两端的4倍，C错误，B正确．

4.

如图所示，宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域，规定逆时针方向为感应电流的正方向，由圆形导线环刚进入磁场开始计时，则关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系，下列图像中可能的是()

答案：

A

解析：由楞次定律易知，圆形导线环进入磁场时，电流方向为逆时针，即正方向，圆形导线环全进入磁场时，电流为零，圆形导线环离开磁场时，电流方向为顺时针，即负方向，选项D错误；设经过时间t圆形导线环的位置如图所示，圆形导线环运动速度大小为v，半径为R，电阻为r，此时圆形导线切割磁场的有效长度为L＝2eq\r(R2－（R－vt）2)，产生的感应电动势e＝BLv，电流大小为i＝eq\f(e,r)，联立三式变化可得eq\f(i2,（\f(2BvR,r)）2)＋eq\f(（t－\f(R,v)）2,（\f(R,v)）2)＝1.可见，圆形导线环匀速进入磁场时的i-t图像是椭圆的一部分，同样，圆形导线匀速离开磁场时的i-t图像也是椭圆的一部分，选项A正确，B、C错误．

5.

如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()

答案：B

解析：闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后减小，根据楞次定律和安培定则，感应电流先逆时针后顺时针，即先正后负，A、D错误；导线框切割的有效长度是先增加后减小，由E＝BLv，感应电动势的大小是先增加后减小，所以感应电流先增加后减小，B正确，C错误．

6.

(多选)如图所示，在竖直平面内有四条间