2013高考物理 模擬新題特快專遞（第五期）專題十三、電磁感應(yīng)

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1、2013高考模擬新題特快專遞第五期 專題十三、電磁感應(yīng) 1．（2013年浙江省寧波市期末）如圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 答案：B 解析：根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，閉合回路內(nèi)磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖B。 2．（湖北省荊門市2012-2013學(xué)年度高三元月調(diào)考）老師讓學(xué)生觀察一個物理小實驗：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是 A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動 B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動 C．把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會跟著磁鐵

2、運動? D．把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會跟著磁鐵運動 答案：B 解析：磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，選項A錯誤B正確；把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會跟著磁鐵運動，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會跟著磁鐵運動；選項CD錯誤。 3．（2013年江蘇省泰州市期末）如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n=100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r=1Ω，線圈外接一個阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖已所示。下列說法中正確的是 A．線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向 B．電阻R兩端的

3、電壓隨時間均勻增大 C．線圈電阻r消耗的功率為4×10-4W D．前4s內(nèi)通過R的電荷量為4×10-4C 答案：D 解析：由楞次定律，線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項A錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定為E=nS△B/△t=0.1V，電阻R兩端的電壓不隨時間變化，選項B錯誤；回路中電流I=E/(R+r)=0.02A，線圈電阻r消耗的功率為P=I2r=4×10-4W，選項C正確；前4s內(nèi)通過R的電荷量為q=It=0.08C，選項D錯誤。 B 4．（2013深圳市南山區(qū)期末）如圖，一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中，能使圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法是 Ａ．使勻

4、強磁場均勻減少 Ｂ．保持圓環(huán)水平并在磁場中上下移動 Ｃ．保持圓環(huán)水平并在磁場中左右移動 Ｄ．保持圓環(huán)水平并使圓環(huán)繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動 答案：A 解析：根據(jù)閉合回路中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流這一條件，能使圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法是使勻強磁場均勻減少，選項A正確。 b a c d e f 第19題圖 5．（2013貴州六校聯(lián)考）在邊長為L的等邊三角形區(qū)域abc內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強磁場，一個邊長也為L的等邊三角形導(dǎo)線框def在紙面上以某一速度向右勻速運動，底邊ef始終與磁場的底邊界bc在同一直線上，如圖所示。取沿順時針的電流為正，在線框通過磁場的過程中，其感應(yīng)電流隨時間

5、變化的圖象是 0 0 0 0 t i i i i t t t A B C D 【答案】 B 【解析】開始時三角形def右側(cè)進(jìn)入磁場切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向為順時針，即為正方向，當(dāng)兩等邊三角形完全重合時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流達(dá)到最大值，而后三角形def左側(cè)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知此時電流方向為負(fù)，排除選項AC；由題意知三角形def勻速運動，設(shè)其速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值為，可見e與t成正比，進(jìn)而可知i與t成正比，

6、選項B正確D錯誤。 6．（2013江蘇名校質(zhì)檢）如圖所示，一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強磁場，其左側(cè)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(shè)電流逆時針方向為正。則在線框通過磁場的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是（ ） A B C D 答案：A 解析：在0～t時間內(nèi)，bc邊進(jìn)入磁場，切割有效長度不變，根據(jù)楞次定律可以判斷電流逆時針，為正值，大小不變；在t～2t時間內(nèi)ad邊進(jìn)入

7、磁場，bc邊開始穿出磁場，有效長度從零開始逐漸增大，感應(yīng)電動勢從零開始逐漸增大，電流從零開始逐漸增大，根據(jù)楞次定律可以判斷電流順時針，為負(fù)值；在2t～3t時間內(nèi)ad邊開始穿出磁場，有效長度從逐漸減小到零，感應(yīng)電動勢逐漸減小到零，電流逐漸減小到零，根據(jù)楞次定律可以判斷電流順時針，為負(fù)值，符合題意的圖像是A圖。 考點：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 點評：本題關(guān)鍵點是弄清楚切割有效長度和電流的方向。 7．(2013河南名校聯(lián)考)圖中L是繞在鐵心上的線圈，它與電阻R、R0、電鍵和電池E可構(gòu)成閉合回路．線圈上的箭頭表示線圈中電流的正方向，當(dāng)電流的流向與箭頭所示的方向相同，該電流為正，否則為負(fù)．電鍵

8、K1和K2都處于斷開狀態(tài)．設(shè)在t=0時刻，接通電鍵K1，經(jīng)過一段時間，在t=t1時刻，再接通電鍵K2，則能正確表示L中的電流I隨時間t的變化圖線的是：（ ） 答案：A 解析：t=0時刻，接通電鍵K1，由于線圈自感的作用，L中的電流I逐漸增大。在t=t1時刻，再接通電鍵K2，線圈產(chǎn)生自感電動勢，電流逐漸減小，選項A正確。 8．（2013年江蘇省泰州市期末）如圖甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度B的正方向，螺線管與U型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖

9、乙所示規(guī)律變化時，下列選項中正確的是 A．在t1時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 B．在t2時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 C．在t1~ t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流 D．在t1~ t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢 答案：BD 解析：當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，在t1時刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零，選項A錯誤；在t2時刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，選項B正確；由楞次定律，在t1~ t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)L內(nèi)磁通量增大

10、，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項C錯誤；在t1~ t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢，選項D正確。 9．（2013江蘇名校質(zhì)檢）一正方形金屬線框位于有界勻強磁場區(qū)域內(nèi)，線框平面與磁場垂直，線框的右邊緊貼著磁場邊界，如圖甲所示。t=0時刻對線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開始做勻加速直線運動穿過磁場。外力F隨時間t變化的圖線如圖乙所示。已知線框質(zhì)量m=1kg、電阻R=1Ω。以下說法正確的是 A. 做勻加速直線運動的加速度為1m/s2 B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為T C.線框穿過磁場過程中,通過線框的電荷量為C D.線框穿過磁場的過程中,線框上產(chǎn)生的焦耳

11、熱為 1.5J 9．答案：ABC 解析：本題考查的是電磁感應(yīng)定律相關(guān)問題，開始時，，由圖可知t=1.0s時安培力消失，線框剛好離開磁場區(qū)域，則線框邊長：；由t=1.0s時，F(xiàn)=3N，,得到，；，故D錯，ABC正確。 10．（2013江蘇名校質(zhì)檢）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計，與阻值為R的定值電阻相連，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B.有一質(zhì)量為m長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的，大小為v的初速度向上運動，最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.則(　　) A.上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力

12、為 B.上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2－mgs(sin θ＋μcos θ) C.上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2 D.上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機械能為mv2－mgssin θ 10．答案：ABD 解析：本題考查的是電磁感應(yīng)定律和力學(xué)的綜合問題，上滑過程中開始時導(dǎo)體棒的速度最大，受到的安培力最大為；根據(jù)能量守恒，上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2－mgs(sin θ＋μcos θ)；上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于產(chǎn)生的熱也是mv2－mgs(sin θ＋μcos θ)；上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機械能為mv2－mgssin θ； 11．（2013深圳市南山區(qū)期末）如圖，

13、A、B是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈。下面說法正確的是 Ａ．閉合開關(guān)S時，A、B燈同時亮，且達(dá)到正常 Ｂ．閉合開關(guān)S時，B燈比A燈先亮，最后一樣亮 Ｃ．閉合開關(guān)S時，A燈比B燈先亮，最后一樣亮 Ｄ．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A燈與B燈同時慢慢熄滅 答案：BD 解析：由于自感的作用，閉合開關(guān)S時，B燈比A燈先亮，最后一樣亮，選項AC錯誤B正確；斷開開關(guān)S時，L中產(chǎn)生自感電動勢，A燈與B燈同時慢慢熄滅，選項D正確。 12．(16分) （2013江蘇省連云港市期末）如圖甲所示，一對足夠長的平行粗糙導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，導(dǎo)軌的電

14、阻忽略不計。一根質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜止置于兩導(dǎo)軌上，并一兩導(dǎo)軌垂直。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。現(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿，拉力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示，導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運動。在0~2s內(nèi)拉力F所做的功為W=J，重力加速度g=10m/s2。求： (1)導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ； (2)在0~2s內(nèi)通過電阻R的電量q； (3) 在0~2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱電量Q。 解析：．⑴設(shè)導(dǎo)體桿的加速度為a，則t時刻導(dǎo)體桿的速度v=at 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Blv 電路中的感應(yīng)電流為 導(dǎo)體桿上

15、所受的安培力為 由牛頓第二定律可知： 即 代入數(shù)字得：N （3分） 由圖象可知：F=3+2t N （1分） 由于物體做勻加速直線運動，加速度a為常數(shù)，比較兩式可得： a=2m/s2，m=0.4 （2分） ⑵在F作用的時間內(nèi)，導(dǎo)體桿的位移為m （1分） 在時間t內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢 平均電流為 通過的電荷量 （2分） 代入數(shù)得q=4C （1分） ⑶t=2s時刻，導(dǎo)體桿的速度v=at=4 m/s。 （1分） 在力F的作用過程中，設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為Q′。由動能定理可知

16、 （2分） 代入數(shù)字可得J （1分） 由串聯(lián)電路的知識可知J （2分） 13．（18分）（2013山東省濱州一中期末）如圖甲所示，電阻不計，間距為的平行長金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，阻值為的導(dǎo)體棒固定連接在導(dǎo)軌左端，另一阻值也為的導(dǎo)體棒垂直放置到導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，并可在導(dǎo)軌上無摩擦移動?，F(xiàn)有一根輕桿一端固定在中點，另一端固定于墻上，輕桿與導(dǎo)軌保持平行，兩棒間距為。若整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中，且從某一時刻開始，磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示的方式變化。 （1）求在0～時間內(nèi)流過導(dǎo)體棒的電流的大小與方向； （2）求在時間內(nèi)導(dǎo)

17、體棒產(chǎn)生的熱量； （3）1.5時刻桿對導(dǎo)體棒的作用力的大小和方向。 解：（1）在0～時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小 流過導(dǎo)體棒ef的電流大小 有楞次定律可判斷電流方向為 （2）在時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小 流過導(dǎo)體棒ef的電流大小 時間內(nèi)導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的熱量 （3）在時，磁感應(yīng)強度 Ef棒受安培力： 方向水平向左： 根據(jù)導(dǎo)體棒受力平衡，桿對導(dǎo)體棒的作用力為 方向為向右的拉力。 M N P Q R1 R2 B a b S θ θ 14．（2013廣東省韶關(guān)市一模）如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌MN、PQ

18、平行放置，間距為L，與水平面成θ角，導(dǎo)軌與定值電阻R1和R2相連，且R1 = R2 = R，R1支路串聯(lián)開關(guān)S，原來S閉合．勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，有一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置，它與導(dǎo)軌的接觸粗糙且始終接觸良好，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒ab從靜止開始釋放，沿導(dǎo)軌下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時速率為V，此時整個電路消耗的電功率為重力功率的．已知重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計，求： （1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后導(dǎo)體棒ab中的電流強度I； （2）如果導(dǎo)體棒ab從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后運動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路中產(chǎn)生的電熱是多少？ （3）

19、導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關(guān)S，從這時開始導(dǎo)體棒ab下滑一段距離后，通過導(dǎo)體棒ab橫截面的電量為q，求這段距離是多少？ 解析：．（1）回路中的總電阻為： 當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度V勻速下滑時棒中的感應(yīng)電動勢為：E = BLV 此時棒中的感應(yīng)電流為： 此時回路的總電功率為： （2分） 此時重力的功率為： （2分） 據(jù)題給條件有： 解得： （2分） （2分） （2）設(shè)導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力大小為f，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知： 解得： （2分） 導(dǎo)體棒ab減少的重力勢能等于增加的動能、回路中產(chǎn)生的焦耳熱以及克服摩擦力做功的和： （2分） 解得： （2分） （3）S斷開后，回路中的總電阻為： 設(shè)這一過程經(jīng)歷的時間為Δt，這一過程回路中的平均感應(yīng)電動勢為，通過導(dǎo)體棒ab的平均感應(yīng)電流為，導(dǎo)體棒ab下滑的距離為S，則： 得： （2分） 解得： （2分）