决胜全国百所名校高考物理试题分项汇编（第01期）专题10 电磁感应（含解析）.doc

【决胜2016】全国百所名校高考物理试题分项汇编（第01期）专题10 电磁感应（含解析）本期导读：精选2015年5、6月份全国各省市模拟题、考前押题中的优质试题，原创性、押题性十足，每道题都凝聚着命题老师对考纲的理解，她们是对考纲的最好解读，是上一届备考师生集体智慧的结晶。期望2016届备考师生能够站在一个更高的起点上。1.【河南省南阳市一中2012级高三春期第三次模拟考试】如图所示，i、ii区域是宽度l均为0.5m的匀强磁场，磁感应强度大小均为b=1t，方向相反，一边长l=0.5m、质量m=0.1kg、电阻的正方形金属线框abcd的ab边紧靠磁场边缘，在外力f的作用下向右匀速运动穿过磁场区域，速度v0=10m/s。在线框穿过磁场区的过程中，外力f所做的功为a5jb7.5jc10jd15j1.d【考点】法拉第电磁感应定律；电功率.【海南省文昌中学20142015学年度第二学期物理试题】如图所示，e为电池，l是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，d1、d2是 两个完全相同的灯泡，s是控制电路的开关对于这个电路，下列说法正确的是 （ ）a刚闭合s的瞬间，灯泡d1、d2的亮度相同b刚闭合s的瞬间，灯泡d2比灯泡d1亮c闭合s，待电路达到稳定后，d1熄灭，d2比s刚闭合时亮d闭合s，待电路达到稳定后， d1 、d2都先更亮后逐渐变暗【答案】ac2.【广东华南师大附中2015届高三综合测试理科综合】如图所示，a、b是两盏完全相同的白炽灯，l是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈，如果断开电键s1，闭合s2，a、b两灯都能同样发光. 如果最初s1是闭合的，s2是断开的.那么不可能出现的情况是a刚一闭合s2，a灯就亮，而b灯则延迟一段时间才亮b刚闭合s2时，线圈l中的电流为零c闭合s2以后，a灯变亮，b灯由亮变暗d再断开s2时，a灯立即熄火，b灯先亮一下然后熄灭2.a【解析】 如图所示，原来开关s1是闭合的，如果开关s2突然闭合时，线圈中的电流突然增大，所以它会产生很大的反电动势，此时相当于线圈断路，电阻很大，所以灯a、b都同时发光，但等一段时间后，线圈的电阻会逐渐变小，所以灯b会逐渐变暗，最后因短路而熄灭，所以选项a是不可能出现的，选a；刚闭合s2时，线圈的电阻相当于无限大，故此时线圈l中的电流可以认为是零，选项b正确；闭合s2以后，a灯变亮，b灯由亮变暗，选项c正确；再断开s2时，a灯因为没有了电流而立即熄火，b灯与线圈组成的闭合电路会因为线圈产生的电动势而先亮一下然后熄灭，故选项d正确，所以该题选a。【考点】自感现象3.【陕西省西工大附中2015届高三下学期三模考试】空间存在竖直向上的匀强磁场，将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中，规定图甲所示的线圈中的电流方向为正。当磁场的磁感应强度 b随时间t按图乙所示的规律变化时，能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是（ ）3.b【考点】法拉第电磁感应定律4.【贵州省遵义航天高级中学20142015学年第二学期高三最后一次模拟】两根相距为l的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2r。整个装置处于磁感应强度大小为b，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力f作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是a. 回路中的电流强度为 b.ab杆所受拉力f的大小为c.cd杆所受摩擦力为零 d.与v1大小的关系为4.bd【考点】法拉第电磁感应定律；物体的平衡.5.【江西省高安中学2015届高三命题中心模拟押题】一正三角形导线框abc（高度为a）从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为b、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。下图反映感应电流i与线框移动距离x的关系，以逆时针方向为电流的正方向。图像正确的是（ ）5.a【解析】 本题考查的是电磁感应的相关问题。在上，在范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值。在范围内，线框穿过两磁场分界线时，bc、ac边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势增大，ac边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势不变，两个电动势串联，总电动势增大，同时电流方向为瞬时针，为负值。在范围内，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故本题正确选项为a。【考点】法拉第电磁感应定律6.【安徽省安庆一中2015届高三年级第三次模拟】如图所示间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度为b的匀强磁场中，一端接阻值是r的电阻。一电阻为r0、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力作用下从的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律，不计导轨电阻。则从到时间内外力f所做的功为（ ）a b. c. d.6.a【考点】法拉第电磁感应定律7.【山东省潍坊市2015年高考模拟训练试题理科综合（一）】如图甲所示，正方形金属线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为r。在线圈的下方有一匀强磁场，mn和mn是磁场的水平边界，并与bc边平行，磁场方向垂直于纸面向里。现使金属线框从mn上方某一高度处由静止开始下落，图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的vt图象，图中字母均为已知量重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是 a金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向b金属线框的边长为v1（t2-t1）c磁场的磁感应强度为d金属线框在0t4的时间内所产生的热量为7.bc【考点】法拉第电磁感应定律；电功率8.【益阳市箴言中学2015届高三第十次模拟考试】如图所示，电阻不计的平行导轨竖直固定，上端接有电阻r，高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直一导体棒从磁场上方的a位置自由释放，用x表示导体棒进入磁场后的位移，i表示导体棒中的感应电流大小，v表示导体棒的速度大小，ek表示导体棒的动能，a表示导体棒的加速度大小，导体棒与导轨垂直并接触良好以下图象可能正确的是8.ac【考点】法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律9.【山东省烟台市2015届高三高考适应性测试】在绝缘的水平桌面上有mn、pq两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示从图示位置在棒ab上加水平拉力f，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小f随时间t变化的图象可能正确的是（金属棒ab中电流方向由a到b为正） 9.b【考点】法拉第电磁感应定律；安培力10.【山东省潍坊市2015年高考模拟训练试题理科综合】如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为m，电阻均为r，垂直于导轨放置。开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆ab由静止释放，当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动。已知重力加速度为g，则a金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到bb金属杆ab进入磁场时速度大小为c金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为d金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零10.b【考点】法拉第电磁感应定律；11.【2015年福建省南平市普通高中毕业班质量检查理科综合能力测试】如图所示，有一光滑、不计电阻且较长的“平行金属导轨，间距l=l m，导轨所在的平面与水平面的倾角为3 7，导轨空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场。现将一质量m=0.1kg、电阻r=2的金属杆水平靠在导轨处，与导轨接触良好。（g=l0ms2，sin37=0.6 cos37=0.8）（1）若磁感应强度随时间变化满足b=2+0.2t（t），金属杆由距导轨顶部l m处释放，求至少经过多长时间释放，会获得沿斜面向上的加速度；（2）若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨斜面向下的外力f，其大小为为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a=10ms2沿导轨向下做匀加速运动，求匀强磁场磁感应强度b的大小；（3）若磁感应强度随时间变化满足时刻金属杆从离导轨顶端so=l m处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，求金属杆下滑5 m所用的时间。11.【答案】（1）20s（2）（3）【解析】 （1）设金属杆长为l，距离导轨顶部也为l，经过ts后，金属杆有沿着斜面向上的加速度，此时安培力等于重力沿斜面的分力，则：fa=mgsin，又：fabilbl，其中：e=kl2=0.2v，所以：（2+0.2t） lmgsin，解得：t=20s考点：法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律；12.【陕西实验中学2015届高三下学期考前模拟】（19分）如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块 k和质量为m的“u”框型缓冲车厢：在车厢的底板上固定着两个水平绝缘导轨pq、mn，车厢的底板上还固定着电磁铁，能产生垂直于导轨平面并随车厢一起运动的匀强磁场，磁场的磁感应强度为b，设导轨右端qn是磁场的右边界。导轨内的缓冲滑块k由高强度绝缘材料制成，滑块k上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为r，匝数为n，ab边长为l。假设缓冲车以速度与障碍物c碰撞后，滑块k立即停下（碰前车厢与滑块相对静止），此后线圈与轨道磁场的作用使车厢减速运动，从而实现缓冲。 假设不计一切摩擦力，求：（1）滑块k的线圈中感应电动势的最大值（2）若缓冲车厢向前移动距离l后速度为零（导轨未碰到障碍物），则此过程线圈abcd中产生的焦耳热（3）若缓冲车以某一速度（未知）与障碍物c碰撞后，滑块k立即停下，缓冲车厢所受的最大水平磁场力为fm。缓冲车在滑块k停下后，其速度随位移的变化规律满足： 。要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物c碰撞前，导轨右端与滑块k的cd边距离至少多大？12.【答案】（1） （2） （3）【考点】法拉第电磁感应定律；电功率13.【四川省绵阳市高中2012级第三次诊断性考试理科综合】如图甲所示，不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“u”形金属导轨pqmn放在绝缘水平桌面上，qp与mn平行且距离d=1m，q、m间导体电阻阻值r=4，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆kl电阻阻值r=1，质量m2=0.1kg，垂直于qp和mn，与qm平行且距离l=0.5m，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计。从t=0开始，垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。（1）求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值fmax；（2）如果从t=2s开始，给金属杆kl水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为p0=320w，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后qm上产生的热量qr=？ 4321o2b/tt/s13.【答案】（1）0.8n ；（2）4j解得 vm=10 m/s 撤去外力直到停下来，产生的总热量为q0，则 解得 q0=5j，qr=4j 考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律14.【淮安市20142015学年度高三第五次调研测试】如图所示装置由水平轨道、倾角=37的倾斜轨道连接而成，轨道所在空间存在磁感应强度大小为b、方向竖直向上的匀强磁场。质量m、长度l、电阻r的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上，用恒力f拉棒cd，使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8。求棒ab与导轨间的动摩擦因数；求当棒ab刚要向上滑动时cd速度v的大小；若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中，cd在水平轨道上移动的距离x，求此过程中ab上产生热量q。14.【答案】（1）0.75（2）（3）qfx-m2v2. 【考点】法拉第电磁感应定律；电功率；能量守恒定律. 15.【广东华南师大附中2015届高三综合测试理科综合】如图所示，在竖直平面内有宽度为l足够长的金属导轨，导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b0，导轨上有一导体棒在外力作用下以速度v0向左匀速运动；p、q为竖直平面内两平行金属板，分别用导线和m、n相连，p、q板长为d，间距也为d， p、q板间虚线右侧为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b。现有一电量为q的带正电小球，从p、q左边界的中点水平射入，进入磁场后做匀速圆周运动，重力加速度取g。求：v0mnpqdvl（1）带电小球的质量m；（2）能够打在p板上的带电小球在磁场中运动的最短时间；（3）能够打在p板上的带电小球速度v的取值范围。15.【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】 （1）因为小球在磁场中做匀速圆周运动。故它受到的电场力与重力相等，即：qe=mg，p、q两板间电压：u=ed，导体棒在mn导体棒上切割磁感线，由电磁感应定律得：u=b0lv0，联立得：m=。（2）如图，圆心为o2的轨迹对应在磁场中运动的时间最短：【考点】法拉第电磁感应定律；带电粒子在匀强磁场中的运动.16.【唐山一中2015年高考仿真试卷】磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场b1和b2，b1和b2相互间隔，导轨上有金属框abcd。当磁场b1和b2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时，金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距l1=0. 4 m，两种磁场的宽度均为l2，l2=ab，b1b2=b=1.0t。金属框的质量m=0.1 kg，电阻r=2.0。设金属框受到的阻力与其速度成正比，即f=kv，比例系数k=0. 08 kg/s。求：（1）若金属框达到某一速度时，磁场停止运动，此后某时刻金属框的加速度大小为a=6.0m/s2，则此时金属框的速度v1多大？（2）若磁场的运动速度始终为v0=5m/s，在线框加速的过程中，某时刻线框速度v=2m/s，求此时线框的加速度a的大小（3）若磁场的运动速度始终为v0=5m/s，求金属框的最大速度v2为多大？此时装置消耗的功率为多大？b1b2abcdl2l1l216.【答案】（1）；（2）；（3），。左右两边受到的安培力都为最大速度装置消耗的功率分克服阻力做功的功率和电功率两部分克服阻力做功的功率电功率此时装置消耗的功率【考点】法拉第电磁感应定律；电功率17.【陕西省西工大附中2015届高三下学期三模考试】如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 l，长度为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部长度为d 的一段刷有薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面垂直。质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与绝缘涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为r，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求: .导体棒与绝缘涂层间的动摩擦因数；.导体棒匀速运动的速度大小v；.整个运动过程中，电阻r产生的电热q.17.【答案】. 将代入上式得电热 （3分）【考点】法拉第电磁感应定律；电功率18.【海南省文昌中学20142015学年度第二学期物理试题】如图所示，两金属板正对并水平放置，分别与平行金属导轨连接，、区域有 垂直导轨所在平面的匀强磁场金属杆ab与导轨垂直且接触良好，并一直向右匀速运 动某时刻ab进入区域，同时一带电小球从o点沿板间中轴线水平射入两板间ab在区域运动时，小球匀速运动；ab从区域右边离开磁场时，小球恰好从金属板的边缘离开已知板间距为4d，导轨间距为l，、区域的磁感应强度大小相等、宽度均为d带电小球质量为m，电荷量为q，ab运动的速度为v0，重力加速度为g求：（1）小球带何种电荷及磁感应强度b的大小；（2）ab在区域运动时，小球的加速度a大小；（3）要使小球恰好从金属板的边缘离开，ab运动的速度v0要满足什么条件。 18.【答案】（1）正电； （2）2g （3）（3）依题意，ab分别在、磁场区域运动时，小球在电场中分别做匀速、类平抛和匀速运动，设发生的竖直分位移分别为s、s、s；ab进入磁场区域时，小球的竖直分速度为v则：【考点】法拉第电磁感应定律；电功率19.【淮南一中 蒙城一中 颍上一中 怀远一中2015届高三“四校”联考】（16分） 如图所示，mn和pq是竖直放置相距1m为的滑平行金属导轨（导轨足够长，电阻不计），其上方连有r19的电阻和两块水平放置相距d20cm的平行金属板ac，金属板长1m，将整个装置放置在图示的匀强磁场区域，磁感强度b1t，现使电阻r21的金属棒ab与导轨mn、pq接触，并由静止释放，当其下落h10m时恰能匀速运动（运动中ab棒始终保持水平状态，且与导轨接触良好）此时，将一质量m10.45g，带电量q1.010-4c的微粒放置在a、c金属板的正中央，恰好静止。g10m/s2）.求：（1）微粒带何种电荷，ab棒的质量m2是多少（2）金属棒自静止释放到刚好匀速运动的过程中，电路中释放多少热量（3）若使微粒突然获得竖直向下的初速度v0，但运动过程中不能碰到金属板，对初速度v0有何要求？该微粒发生大小为的位移时，需多长时间1