河南省2013年高考物理 考前預(yù)測(cè) 電磁感應(yīng)與電路

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1、河南2013年高考考前預(yù)測(cè) 電磁感應(yīng)與電路 1．了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣觀察和思考，往往比掌握知識(shí)本身更重要．以下符合史實(shí)的是(　　) A．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應(yīng)的規(guī)律 B．庫(kù)侖總結(jié)出了點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律 C．楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開(kāi)了研究電與磁相互關(guān)系的序幕 D．牛頓將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) [答案]　AB [解析]　　選項(xiàng)C中應(yīng)為奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)D中應(yīng)為伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論合理外推． 2．如圖所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電池與定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器P串聯(lián)，已知R0＝r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r

2、.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．路端電壓變大 B．電路中的電流變小 C．滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小 D．定值電阻R0上消耗的功率變小 [答案]　C [解析]　　當(dāng)滑片P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，接入電路的總阻值減小，電路中的電流增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U內(nèi)＝Ir可知，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P＝I2R0可知，定值電阻R0上消耗的功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)r＋R0＝RP時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，即剛開(kāi)始滑片處于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，選項(xiàng)C正確． 3．將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線

3、圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是(　　) A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) B．穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C．穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同 [答案]　C [解析]　　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，即磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)原磁場(chǎng)減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)才與其方向相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中(　　)

4、 A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變 B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C．線框所受安培力的合力為零 D．線框的機(jī)械能不斷增大 [答案]　B [解析]　　線框下落過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)B正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在下落過(guò)程中，安培力對(duì)線框做負(fù)功，則其機(jī)械能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r恒定不變，變阻器R1的滑片P處在如圖位置時(shí)，電燈L正常發(fā)光．現(xiàn)將滑片P向右移動(dòng) ，則在該過(guò)程中(　　) A．電壓表的示數(shù)變大 B．電流表的示數(shù)變大

5、 C．電燈L變暗 D．定值電阻R2消耗的電功率變小 [答案]　BC [解析]　　將滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值逐漸減小，則電路中的總阻值逐漸減小，電路中的電流逐漸增大，選項(xiàng)B正確；由U端＝E－Ir可知，路端電壓減小，流經(jīng)電燈L的電流IL減小，電燈變暗，選項(xiàng)C正確；由I2＝I－IL可知，流經(jīng)電阻R2的電流增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．如圖，EOF和E′O′F′為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，OO′間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里．一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿O′O方向勻速通過(guò)磁場(chǎng)，t＝0時(shí)刻恰好位于

6、圖示位置．規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是(　　) [答案]　B [解析]　　導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)后，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故可排除C、D選項(xiàng)．在線框的左邊界到達(dá)O點(diǎn)后繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的大小不變，故可排除A選項(xiàng)． 7．如圖，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小

7、為v，則金屬棒ab在這一過(guò)程中(　　) A．運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為v B．下滑的位移大小為 C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv D．受到的最大安培力大小為sinθ [答案]　B [解析]　　金屬棒開(kāi)始做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由q＝Δt及＝＝＝，位移x＝，B項(xiàng)正確；此過(guò)程中由能量守恒知產(chǎn)生的熱量Q＝mgsinθ·x－mv2得Q＝sinθ－mv2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)速度為v時(shí)，所受安培力為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8．如圖甲所示，在金屬框abcd平面內(nèi)有空間分布均勻、大小和方向按圖乙所示變化的磁場(chǎng)(垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向)．用i表示金屬框中的感應(yīng)電流(圖甲中所示的方向?yàn)檎?，

8、用F表示cd邊所受的安培力(水平向右為正方向)，則i、F隨時(shí)間變化的圖象正確的是(　　) [答案]　AD [解析]　　由楞次定律可知，0～1s內(nèi)，原磁場(chǎng)垂直紙面向外并且在均勻減小，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?負(fù)方向)；1～2s內(nèi)，原磁場(chǎng)垂直紙面向里并且在均勻增大，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，方向也為逆時(shí)針?lè)较?負(fù)方向)；同理可得，后2s產(chǎn)生的電流大小與前2s的完全相同，但方向?yàn)樗矔r(shí)針?lè)较?正方向)，選項(xiàng)A正確；由F＝BIL，再根據(jù)磁場(chǎng)大小及方向的變化，選項(xiàng)D正確． 9．如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，阻

9、值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好．t＝0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲到2.q、i、v 和a 分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度，下列圖象正確的是(　　) [答案]　D [解析]　　將開(kāi)關(guān)由1撥到2，電容器放電，導(dǎo)體棒向右加速運(yùn)動(dòng)切割磁感線，導(dǎo)體棒中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)導(dǎo)體棒相當(dāng)于一個(gè)電源，導(dǎo)體棒下端是負(fù)極，上端是正極，當(dāng)電容器的電壓降至與導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，電容器不再放電，回路中不再有電流，導(dǎo)體棒不再受安培力而勻速運(yùn)動(dòng)，所以最終狀態(tài)是：電荷量不為零，電流為零，速度不為零，加速度為零，選項(xiàng)D正確． 10．如圖所示，相距為d的兩水平虛線L1、L2

10、之間有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形線圈abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L

11、gd ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤而B(niǎo)正確；cd邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速度最小為v，則有－mgd＋mg(h＋L)＝mv2，即v＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤而D正確． 11如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過(guò)程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10m/s2)．求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B； (2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量． [答案]　(1)2T　(2)0.075J [解析]　　(1)由圖

12、象知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場(chǎng)以v＝1.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv 桿中的電流I＝ 桿所受安培力F安＝BIL 由平衡條件得mg＝F安 代入數(shù)據(jù)得B＝2T (2)電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝0.075J 12．輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.32kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.8m、匝數(shù)n＝10 的正方形線圈，總電阻為r＝1Ω，邊長(zhǎng)為的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t＝0開(kāi)始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開(kāi)始松馳，取g＝10m/s2.求： (1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)； (2)在前t0 時(shí)間內(nèi)線圈的電功

13、率； (3)t0的值． [答案]　(1)0.4V　(2)0.16W　(3)3s [解析]　　(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得： E＝n＝n××()2＝10××()2×0.5V＝0.4V. (2)I＝＝0.4A，P＝I2r＝0.16W. (3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松馳時(shí)有：F安＝nBt0I＝mg，I＝ Bt0＝＝2T 由圖象知：Bt0＝1＋0.5t0(T)，解得：t0＝2s. 13．如圖所示，用質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь€做成邊長(zhǎng)為l的單匝正方形線框MNPQ，線框每一邊的電阻都相等．將線框置于光滑絕緣的水平面上．在線框的右側(cè)存在豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界間的距離為2l，磁

14、感應(yīng)強(qiáng)度為B.在垂直MN邊的水平拉力作用下，線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框平面水平，且MN邊與磁場(chǎng)的邊界平行．求： (1)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的大??； (2)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN； (3)在線框從MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ邊剛穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，水平拉力對(duì)線框所做的功W. [答案]　(1)　(2)BLv　(3) [解析]　　(1)線框MN邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv 線框中的感應(yīng)電流I＝＝ (2)M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN＝E＝Blv (3)只有MN邊在磁場(chǎng)中時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝ 此過(guò)程線框中產(chǎn)

15、生的焦耳熱Q1＝I2Rt＝ 只有PQ邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝ 根據(jù)能量守恒定律得水平外力做的功W＝Q1＋Q2＝ 14．如圖甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m、寬為d＝1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l＝0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí) 刻，質(zhì)量為m＝0.1kg的導(dǎo)體棒以v0＝1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為λ＝0.1Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響(取g＝10m/s2)． (1)通過(guò)計(jì)算分析

16、4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況； (2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向； (3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱． [答案]　(1)見(jiàn)解析　(2)0.2A，沿順時(shí)針?lè)较颉? (3)0.04 J [解析]　　(1)導(dǎo)體棒先在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有－μmg＝ma　vt＝v0＋at　x＝v0t＋at2 代入數(shù)據(jù)解得：t＝1 s，x＝0.5 m，導(dǎo)體棒沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域． 導(dǎo)體棒在1 s末已停止運(yùn)動(dòng)，以后一直保持靜止，離左端位置仍為x＝0.5 m (2)前2 s磁通量不變，回路電動(dòng)勢(shì)和電流分別為 E＝0，I＝0 后2 s回路產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 Em＝＝ld＝0.1 V 回路的總長(zhǎng)度為5 m，因此回路的總電阻為 R＝5λ＝0.5 Ω 電流為 I＝＝0.2 A 根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時(shí)針?lè)较? (3)前2 s電流為零，后2s有恒定電流，焦耳熱為 Q＝I2rt＝0.04 J