电磁感应中的电路和图象问题
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【A级 基础题练熟快】
1.(2019·潍坊联考)两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路,并固定在竖直平面(纸面)内.导体框a内固定一小圆环c,a与c在同一竖直面内,圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向),导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中,则MN边在匀强磁场中受到的安培力( )
A.0~1 s内,方向向下
B.1~3 s内,方向向下
C.3~5 s内,先逐渐减小后逐渐增大
D.第4 s末,大小为零
解析:选B.根据i-t图象可知,在0~6 s内MN边都有大小恒定的电流通过,由F=BIl可知,安培力的大小是恒定的,选项C、D均错误;0~1 s、3~5 s内通过MN电流的方向由N→M;1~3 s、5~6 s内通过MN电流的方向由M→N,对以上情况可用左手定则判断出MN边的安培力方向,0~1 s、3~5 s内安培力方向向上,1~3 s、5~6 s内安培力方向向下,故选项B正确,A错误.
2.(2019·江西联考)如图所示,导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流从M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)( )
解析:选A.由E=BLv可知,导体棒由b运动到ac过程中,切割磁感线有效长度L均匀增大,感应电动势E均匀增大,由欧姆定律可知,感应电流I均匀增大.由右手定则可知,感应电流方向由M到N,由左手定则可知,导体棒所受安培力水平向左,大小不断增大.同理分折由ac运动到d过程,得知选项A正确.
3.(多选)(2019·潍坊模拟)在如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=2R,圆形金属线圈半径为r1,线圈导线的电阻为R,半径为r2(r2<r1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0,其余导线的电阻不计,闭合S,至t1时刻,电路中的电流已稳定,下列说法正确的是( )
A.电容器上极板带正电
B.电容器下极板带正电
C.线圈两端的电压为
D.线圈两端的电压为
解析:选BD.由楞次定律知圆形金属线圈内的感应电流方向为顺时针,金属线圈相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极,则电容器的下极板带正电,上极板带负电,A错,B对;由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E==S=×πr,由闭合电路欧姆定律得感应电流为I=,所以线圈两端的电压U=I(R1+R2)=,C错,D对.