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(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)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(mén)市2012-2013學(xué)年度高三元月調(diào)考）老師讓學(xué)生觀察一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)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(dòng) B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) C．把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會(huì)跟著磁鐵

2、運(yùn)動(dòng)? D．把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng) 答案：B 解析：磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)；選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。 3．（2013年江蘇省泰州市期末）如圖甲所示，一個(gè)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(gè)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(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖已所示。下列說(shuō)法中正確的是 A．線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? B．電阻R兩端的

3、電壓隨時(shí)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(guò)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?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定為E=nS△B/△t=0.1V，電阻R兩端的電壓不隨時(shí)間變化，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C正確；前4s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為q=It=0.08C，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 B 4．（2013深圳市南山區(qū)期末）如圖，一個(gè)金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，能使圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法是 Ａ．使勻

4、強(qiáng)磁場(chǎng)均勻減少 Ｂ．保持圓環(huán)水平并在磁場(chǎng)中上下移動(dòng) Ｃ．保持圓環(huán)水平并在磁場(chǎng)中左右移動(dòng) Ｄ．保持圓環(huán)水平并使圓環(huán)繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng) 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(qiáng)磁場(chǎng)均勻減少，選項(xiàng)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(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形區(qū)域abc內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，底邊ef始終與磁場(chǎng)的底邊界bc在同一直線上，如圖所示。取沿順時(shí)針的電流為正，在線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，其感應(yīng)電流隨時(shí)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(kāi)始時(shí)三角形def右側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即為正方向，當(dāng)兩等邊三角形完全重合時(shí)，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(shí)電流方向?yàn)樨?fù)，排除選項(xiàng)AC；由題意知三角形def勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為，可見(jiàn)e與t成正比，進(jìn)而可知i與t成正比，

6、選項(xiàng)B正確D錯(cuò)誤。 6．（2013江蘇名校質(zhì)檢）如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過(guò)整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。則在線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)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(shí)間內(nèi)，bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)，切割有效長(zhǎng)度不變，根據(jù)楞次定律可以判斷電流逆時(shí)針，為正值，大小不變；在t～2t時(shí)間內(nèi)ad邊進(jìn)入

7、磁場(chǎng)，bc邊開(kāi)始穿出磁場(chǎng)，有效長(zhǎng)度從零開(kāi)始逐漸增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從零開(kāi)始逐漸增大，電流從零開(kāi)始逐漸增大，根據(jù)楞次定律可以判斷電流順時(shí)針，為負(fù)值；在2t～3t時(shí)間內(nèi)ad邊開(kāi)始穿出磁場(chǎng)，有效長(zhǎng)度從逐漸減小到零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)針，為負(fù)值，符合題意的圖像是A圖。 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵點(diǎn)是弄清楚切割有效長(zhǎng)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(kāi)狀態(tài)．設(shè)在t=0時(shí)刻，接通電鍵K1，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，在t=t1時(shí)刻，再接通電鍵K2，則能正確表示L中的電流I隨時(shí)間t的變化圖線的是：（ ） 答案：A 解析：t=0時(shí)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(shí)刻，再接通電鍵K2，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，電流逐漸減小，選項(xiàng)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(chǎng)，規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)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(qiáng)度隨時(shí)間按圖

9、乙所示規(guī)律變化時(shí)，下列選項(xiàng)中正確的是 A．在t1時(shí)刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 B．在t2時(shí)刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 C．在t1~ t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 D．在t1~ t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢(shì) 答案：BD 解析：當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，在t1時(shí)刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t2時(shí)刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，選項(xiàng)B正確；由楞次定律，在t1~ t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?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(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t1~ t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢(shì)，選項(xiàng)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(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，線框平面與磁場(chǎng)垂直，線框的右邊緊貼著磁場(chǎng)邊界，如圖甲所示。t=0時(shí)刻對(duì)線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)磁場(chǎng)。外力F隨時(shí)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(shuō)法正確的是 A. 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為1m/s2 B.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T(mén) C.線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中,通過(guò)線框的電荷量為C D.線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)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(wèn)題，開(kāi)始時(shí)，，由圖可知t=1.0s時(shí)安培力消失，線框剛好離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，則線框邊長(zhǎng)：；由t=1.0s時(shí)，F(xiàn)=3N，,得到，；，故D錯(cuò)，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(jì)，與阻值為R的定值電阻相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有一質(zhì)量為m長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦因數(shù)為μ.則(　　) A.上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力

12、為 B.上滑過(guò)程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2－mgs(sin θ＋μcos θ) C.上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2 D.上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)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(wèn)題，上滑過(guò)程中開(kāi)始時(shí)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(guò)程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2－mgs(sin θ＋μcos θ)；上滑過(guò)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(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)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(shuō)法正確的是 Ａ．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常 Ｂ．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮 Ｃ．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A燈比B燈先亮，最后一樣亮 Ｄ．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅 答案：BD 解析：由于自感的作用，閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤B正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅，選項(xiàng)D正確。 12．(16分) （2013江蘇省連云港市期末）如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)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(jì)。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(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上?，F(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。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(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)在0~2s內(nèi)通過(guò)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(shí)刻導(dǎo)體桿的速度v=at 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yùn)動(dòng)，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(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體桿的位移為m （1分） 在時(shí)間t內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 平均電流為 通過(guò)的電荷量 （2分） 代入數(shù)得q=4C （1分） ⑶t=2s時(shí)刻，導(dǎo)體桿的速度v=at=4 m/s。 （1分） 在力F的作用過(guò)程中，設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為Q′。由動(dòng)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(shí)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(jì)，間距為的平行長(zhǎng)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(wú)摩擦移動(dòng)。現(xiàn)有一根輕桿一端固定在中點(diǎn)，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(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且從某一時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示的方式變化。 （1）求在0～時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體棒的電流的大小與方向； （2）求在時(shí)間內(nèi)導(dǎo)

17、體棒產(chǎn)生的熱量； （3）1.5時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力的大小和方向。 解：（1）在0～時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流大小 有楞次定律可判斷電流方向?yàn)? （2）在時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流大小 時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的熱量 （3）在時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(duì)導(dǎo)體棒的作用力為 方向?yàn)橄蛴业睦Α? 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(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ

18、平行放置，間距為L(zhǎng)，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(kāi)關(guān)S，原來(lái)S閉合．勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(kāi)始釋放，沿導(dǎo)軌下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為V，此時(shí)整個(gè)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(jì)，求： （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過(guò)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(kāi)開(kāi)關(guān)S，從這時(shí)開(kāi)始導(dǎo)體棒ab下滑一段距離后，通過(guò)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(shí)棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E = BLV 此時(shí)棒中的感應(yīng)電流為： 此時(shí)回路的總電功率為： （2分） 此時(shí)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(dòng)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(shì)能等于增加的動(dòng)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(kāi)后，回路中的總電阻為： 設(shè)這一過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為Δt，這一過(guò)程回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，通過(guò)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）