高考物理 模拟新题精选分类解析（第8期）专题10 电磁感应.doc

2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第8期）专题10 电磁感应1（2013年广东省肇庆市一模）一匀强磁场的边界是mn，mn左侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图（甲）所示，现有一个金属线框以恒定速度从mn左侧进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的i-t图象如图（乙）所示.则可能的线框是如图（丙）所示中的答案：d解析：要使线框中产生的电流随时间变化如图（乙）所示的i-t图象，根据法拉第电磁感应定律，可能的线框形状为三角形，选项d正确。2.（2013东北四市联考）如图所示，圆环形线圈p用四根互相对称的轻绳吊在水平的天棚上，四根绳的结点将环分成四等份，图中只画出平面图中的两根绳，每根绳都与天棚成30角，圆环形线圈p处于静止且环面水平，其正下方固定一螺线管q，p和q共轴，q中通有按正弦函 数规律变化的电流，其i-t图象如图所示，线圈p所受的重力为mg，每根绳受的拉力用ft表示。则a.在t=1.5s时，穿过线圈p的磁通量最大，感应电流最大b.在t=1.5s时，穿过线圈p的磁通量最大，此时ft=0.5mgc.在t=3s时，穿过线圈p的磁通量的变化率为零d.在03s内，线圈p受到的安培力先变大再变小3.（2013河北省名校俱乐部模拟）图甲为一放置在垂直纸面向里的匀强磁场中的正方形金属线圈,磁场的磁感应强度b随时间t变化的关系 如图乙所示,则以下说法正确的是a 在05 s的时间内,正方形线圈中均有感应电流产生 b 在前2 s内线圈中产生了恒定的电流c.在2s3 s内线圈中无感应电流产生d.在前2s内和3 s5 s内这两个时间段内，线圈中产生的感应电流的方向相反4. （2013江苏省六市调研）如图所示，m, n为处在匀强磁场中的两条位于同一水平面内的光滑平行长金属导轨，一端串接电阻r，磁场沿竖直方向一金属杆ab可沿导轨滑动，杆和导轨的电阻都不计现垂直于ab方向对杆施一水平恒力f,使杆从静止开始向右运动在以后的过程中，杆速度的大小v,，加速度的大小a以及r上消耗的总能量e随时间t变化的图象可能正确的是5(2013浙江省宁波市十校联考)如图所示电路中，电源电动势为e，线圈l的电阻不计以下判断正确的是a闭合s稳定后，电容器两端电压为eb闭合s稳定后，电容器的a极带正电c断开s后的很短时间里，电容器的a极板将带正电d断开s后的很短时间里，电容器的a极板将带负电6.(7分（2013年3月乌鲁木齐市二模）)边长为l的正方形区域内有垂直纸面向 里的匀强磁场,穿过该区域的磁通量随时间变化的图象如图。将边长为l/2，总电阻为r的正方形线圈abcd放人磁场，线圈所在平面与 磁感线垂直。求：(1)磁感应强度的变化率；(2)t0时刻线圈ab边受到的安培力大小。07（20分）（2013浙江省12校联考）如下图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与横坐标x的关系如下图2所示，图线是双曲线（坐标轴是渐进线）；顶角=45的光滑金属长导轨 mon固定在水平面内，on与x轴重合，一根与on垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨mon向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。已知t=0时，导体棒位于顶角o处；导体棒的质量为m=2kg；om、on接触处o点的接触电阻为r=0.5，其余电阻不计；回路电动势e与时间t的关系如图3所示，图线是过原点的直线。求：（1）t=2s时流过导体棒的电流强度i2的大小；（2）12s时间内回路中流过的电量q的大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力f（单位：n）与横坐标x（单位：m）的关系式。 图1 图2 图38（16分）（2013江苏省南京市二模）如图甲，mn、pq两条平行的光滑金属轨道与水平面成 = 30角固定，m、p之间接电阻箱r，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为b = 0.5t。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值r，得到vm与r的关系如图乙所示。已知轨距为l = 2m，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。 当r = 0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势e的大小及杆中的电流方向； 求金属杆的质量m和阻值r； 当r = 4时，求回路瞬时电功率每增加1w的过程中合外力对杆做的功w。解得：m = 0.2kg 1分r = 2 1分 由题意：e = blv 1分由动能定理得 1分 1分w = 0.6j 1分9（16分）（2013天津市12区县重点中学联考）如图所示， 和为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨，导轨左端间接有阻值为=导线；导轨右端接有与水平轨道相切、半径内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距，电阻不计。导轨所在平面区域内有竖直向上的匀强磁场。导轨上长度也为、质量、电阻=的金属棒以=速度进入磁场区域，离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点，运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度=。求：（1）金属棒刚滑出磁场右边界时的速度的大小；（2）金属棒滑过磁场区的过程中，导线中产生的热量。9（本题16分）解析：（1）在轨道的最高点，根据牛顿定律 金属棒刚滑出磁场到最高点，根据机械能守恒 由式代入数据解得10.（18分）（2013北京市西城区一模）如图1所示，两根间距为l1的平行导轨pq和mn处于同一水平面内，左端连接一阻值为r的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中。一质量为m、横截面为正方形的导体棒cd垂直于导轨放置，棒到导轨左端pm的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。（1）若cd棒固定，已知磁感应强度b的变化率随时间t的变化关系式为，求回路中感应电流的有效值i；（2）若cd棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度b随时间t变化的关系式为b=kt。求从t=0到cd棒刚要运动，电阻r上产生的焦耳热q；（3）若cd棒不固定，不计cd棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为b。现对cd棒施加水平向右的外力f，使cd棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。请在图2中定性画出外力f随时间t变化的图象，并求经过时间t0 ，外力f的冲量大小i。（3） cd棒切割磁感线产生的感应电动势时刻t的感应电流 【1分】cd棒在加速过程中，根据由牛顿第二定律 【2分】 解得： 【1分】根据上式 可得到外力f随时间变化的图像如图所示由以上图像面积可知：经过时间t0，外力f的冲量iftomat0解得： 【2分】11（19分）（2013四川省资阳市二模）如图10所示，足够长的斜面与水平面的夹角为=53，空间中自下而上依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域、n，相邻两个磁场的间距均为d=0.5m。一边长l =0.1m、质量m=0.5kg、电阻r= 0.2的正方形导线框放在斜面的顶端，导线框的下边距离磁场i的上边界为d0=0.4m，导线框与斜面间的动摩擦因数=0.5。将导线框由静止释放，导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动。已知重力加速度g=10m/s2，sin53=0.8，cos53= 0.6，求：（1）导线框进入磁场 i 时的速度；（2）磁场 i 的磁感应强度b1；（3）磁场区域n的磁感应强度bn与b1的函数关系。12（2013北京市丰台区一模）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为r1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在m、n处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道me、nf相接，ef之间接有电阻r2，已知r112r，r24r。在mn上方及cd下方有水平方向的匀强磁场i和ii，磁感应强度大小均为b。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点a处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，两平行刘轨老师道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到mn处的速度大小为v2。（1）求导体棒ab从a下落r/2时的加速度大小。（2）若导体棒ab进入磁场ii后棒中电流大小始终不变，求磁场i和ii之间的距离h和r2上的电功率p2。（3）当导体棒进入磁场ii时，施加一竖直向上的恒定外力f=mg的作用，求导体棒ab从开始进入磁场ii到停止运动所通过的距离和电阻r2上所产生的热量。 (或)式中 （1分）213（20分）(2013北京市海淀区模拟)如图13所示，光滑、足够长、不计电阻、轨道间距为l的平行金属导轨mn、pq，水平放在竖直向下的磁感应强度不同的两个相邻的匀强磁场中，左半部分为匀强磁场区，磁感应强度为b1；右半部分为匀强磁场区，磁感应强度为b2，且b1=2b2。在匀强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为r1的金属棒a，在匀强磁场区的某一位置，垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻为r2的金属棒b。开始时b静止，给a一个向右冲量i后a、b开始运动。设运动过程中，两金属棒总是与导轨垂直。（1）求金属棒a受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流；（2）设金属棒b在运动到匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度，求金属棒b在匀强磁场区中的最大速度值；（3）金属棒b进入匀强磁场区后，金属棒b再次达到匀速运动状态，设这时金属棒a仍然在匀强磁场区中。求金属棒b进入匀强磁场区后的运动过程中金属棒a、b中产生的总焦耳热。 e1=b1lvm e2=b2lvm 因为 b1=2 b2 所以 e1=2 e22分p1p2abcdaabqh14（22分）（2013浙江省乐清市模拟）如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37，导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场，bc = ad = s = 0.20 m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆p1、p2，且p1位于ab与p2的中间位置，两杆电阻均为r，它们与导轨的动摩擦因数m = 0.30, p1杆离水平轨道的高度h = 0.60m, 现使杆p2不动，让p1杆静止起滑下，杆进入磁场时恰能做匀速运动，最后p1杆停在aa位置。求： (1)p1杆在水平轨道上滑动的距离x；(2)p1杆停止后，再释放p2杆，为使p2杆进入磁场时也做匀速运动，事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍？ (3)若将磁感应强度b调为原来3倍，再释放p2，问p2杆是否有可能与p1杆不碰撞? 为什么？15（20分）（2013北京市朝阳区一模）用电阻率为、横截面积为s的薄金属条制成边长为l的闭合正方形框abba。金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行，如图1、2所示。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的aa边和bb边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为b。当t=0时，方框从静止开始释放，与底面碰撞后弹起（碰撞时间极短，可忽略不计），其速度随时间变化的关系图线如图3所示，在下落过程中方框平面保持水平，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求在015t0时间内，方框中的最大电流im；（2）若要提高方框的最大速度，可采取什么措施，写出必要的文字说明和证明过程（设磁场区域足够长，写出一种措施即可）；（3）估算在015t0时间内，安培力做的功。 15（20分）解答：（1） 当v=vm=8v0时，i有最大值， （6分）（2）设金属线框的密度为d。当方框速度v=vm时，根据牛顿第二定律有16（2013上海市黄浦区高考模拟）如图（a）所示，斜面倾角为37，一宽为d0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一长方形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能e