2013高考物理 真题分类解析 专题12 电磁感应

专题十二 电磁感应专题十二 电磁感应 1 2013 全国新课标理综 II 第 16 题 如图 在光滑水平桌面上有 一边长为 L 电阻为 R 的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为 d d L 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁 场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0 时导线框的右 边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列 v t 图象中 可能正确描 述上述过程的是 16 答案 D 命题意图 本题考查电磁感应 安培力 速度图像及其相关知识 意在考查考生分析解决 问题的能力和应用图象描述物理过程的能力 解题思路 由于导线框闭合 导线框以某一初速度向右运动 导线框右侧边开始进入磁场 时 切割磁感线产生感应电动势和感应电流 右侧边受到安培力作用 做减速运动 导线框 完全进入磁场中 导线框中磁通量不变 不产生感应电流 导线框不受安培力作用 做匀速 运动 导线框右侧边开始出磁场时 左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流 左侧边 受到安培力作用 导线框做减速运动 所以可能正确描述运动过程的速度图象是 D 误区警示 解答此题的误区有三 一是认为导线框可能不闭合 错误选 A 二是没有考虑 到题给条件 d L 误选 C 三是没有考虑到安培力是变力 误选 B 2 2013 全国新课标理综 1 第 17 题 如图 在水平 面 纸面 内有三报相同的均匀金属棒 ab ac 和 MN 其中 ab ac 在 a 点接触 构成 V 字型导轨 空间 存在垂直于纸面的均匀磁场 用力使 MN 向右匀速运动 从图示位置开始计时 运动中 MN 始终与 bac 的平分 线垂直且和导轨保持良好接触 下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线 可能正确的是 命题意图 本题考查电磁感应 闭合电路欧姆定律等基础知识点 意在考查考生应用相关 知识定量分析物理问题 解决问题的能力 答案 A 解析 设 V 字型导轨夹角为 2 均匀金属棒单位长度电阻为 r MN 向右以速度 v 匀速运 动 则 t 时刻切割磁感线的金属棒长度为 L 2vttan 金属棒 t 时刻切割磁感线产生的感应 电动势 E BLv 2B v2ttan 回路电阻 R 2vt cos 2vttan r 回路中电流 i E R Bvtan 1 cos tan r 与时间 t 无关 所以回路中电流 i 与时间 t 的关系图线 可能正 确的是 A 3 2013 高考浙江理综第 15 题 磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区 刷卡器中有检测线圈 当以速度v0刷卡时 在线圈中产生感应电动势 其E t关系如右 图所示 如果只将刷卡速度改为v0 2 线圈中的E t关系可能是 答案 D 解析 如果只将刷卡速度改为v0 2 产生的感应电动势减小为原来的 1 2 刷卡时间增大为 原来的 2 倍 线圈中的E t关系可能是 D 4 2013 高考上海物理第 11 题 如图 通电导线 MN 与单匝矩形线 圈 abcd 共面 位置靠近 ab 且相互绝缘 当 MN 中电流突然减小 时 线圈所受安培力的合力方向 A 向左 B 向右 C 垂直纸面向外 D 垂直纸面向里 答案 B 解析 当 MN 中电流突然减小时 单匝矩形线圈 abcd 垂直纸面向里的磁通量减小 根据楞次 定律 单匝矩形线圈 abcd 中产生的感应电流方向顺时针方向 由左手定则可知 线圈所 受安培力的合力方向向右 选项 B 正确 5 2013 高考安徽理综第 16 题 如图所示 足 够长平行金属导轨倾斜放置 倾角为 37 宽度为 0 5m 电阻忽略不计 其上端接一小灯泡 电阻为 1 一导体棒 MV 垂直于导轨放置 质量为 0 2kg 接入电路的电阻为 1 两端与导轨接触良好 与导轨间的动摩擦因数为 0 5 在导轨间存在 着垂直于导轨平面的匀强磁场 磁感应强度为 0 8T 将导体棒 MV 由静止释放 运动一段时 间后 小灯泡稳定发光 此后导体棒 MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为 重力加 速度 g 取 10m s2 sin37 0 6 A 2 5m s 1W B 5m s 1W C 7 5m s 9W D 15m s 9W 答案 B 解析 导体棒匀速下滑 由平衡条件 mgsin F mgcos 又F BIL I E R r E BLv 联立解得 v 5m s 电路的总功率 P Fv 小灯泡的功率PL PR R r 联立解得 PL 1W 选项 B 正确 6 2013 高考四川理综第 7 题 如图所示 边长为 L 不可形变的正方形导体框内有半径为 r 的圆形区域 其磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系为 B kt 常量 k 0 回路中滑动变阻 器 R 的最大阻值为 R0 滑动片 P 位于滑动变阻器中央 定值电阻 R1 R0 R2 R0 闭合开关 S 电压表的示 1 2 数为 U 不考虑虚线 MN 右侧导体的感应电动势 则 A R2两端的电压为 7 U B 电容器的 a 极板带正电 C 滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2的 5 倍 D 正方形导线框中的感应电动势为 kL2 6 AC6 AC 解析 解析 滑动片 P 位于滑动变阻器中央 回路总电阻 R R0 R0 R0 R0 设 R2两端 1 2 1 2 1 2 7 4 的电压为 U 由 解得 U U 选项 A 正确 由楞次定律可知 正方形导体框内 U R 0 1 4 U R 1 7 产生的感应电流方向为逆时针方向 电容器的 a 极板带负电 选项 B 错误 滑动变阻器 R 的 热功率为 U 2 R0 R0 电阻 R2的热功率为 U 2 1 7 1 2 2 2 0 7 4 U R 1 2 10 49 2 0 U R 1 7 R0 由 5 可知 滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2的 5 倍 选 1 2 2 49 2 0 U R 10 49 2 0 U R 2 49 2 0 U R 项 C 正确 由法拉第电磁感应定律 正方形导体框内产生的感应电动势 E k r2 选项 D 错 误 7 2013 高考北京理综第 17 题 如图 在磁感应强度为 B 方向垂直纸面向里的匀强磁场中 金属杆 MN 在平行 金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动 MN 中产生的感应 电动势为 El 若磁感应强度增为 2B 其他条件不变 MN 中产生的感应电动势变为 E2 则通过电阻 R 的电流方向 及 E1与 E2之比 El E2分别为 A c a 2 1 B a c 2 1 C a c 1 2 D c a 1 2 答案 C 解析 由右手定则可判断出 MN 中电流方向为从 N 到 M 通过电阻 R 的电流方向为 a c 根据 法拉第电磁感应定律 E BLv 若磁感应强度增为 2B 其他条件不变 MN 中产生的感应电动势 变为原来的 2 倍 El E2 1 2 选项 C 正确 8 2013 高考山东理综第 14 题 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路 并固定在水平面 纸面 内 回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场 中 回路的圆形区域内有垂直纸面 的磁场 以向里为磁场 的正方向 其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图乙所示 用 F 表示 ab 边受到的安培力 以水平向右为 F 的正方向 能正确反映 F 随时间 t 变化的图像是 答案 B 解析 在 0 到 T 4 时间内 磁感应强度均匀减小 回路中产生的感应电流恒定 由楞次定律 可判断出为顺时针方向 由左手定则可判断出 ab 边受到的安培力方向为水平向左 同理可判 断出其它时间段的安培力方向 能正确反映 F 随时间 t 变化的图像是 B 9 2013 全国高考大纲版理综第 17 题 纸面内两个半径均为R的圆相 切于O点 两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场 磁感应强度 大小相等 方向相反 且不随时间变化 一长为 2R的导体杆OA绕过 O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 角速度为 t 0 时 OA恰 好位于两圆的公切线上 如图所示 若选取从O指向A的电动势为正 下列描述导体杆中感 应电动势随时间变化的图像可能正确的是 答案 C 解析 导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 在转过 180 的过程中 切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小 由右手定则可判断出感应电动势 的方向为由O指向A为正 所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的 是 C 10 2013 高考福建理综第 18 题 如图 矩形闭合线框在匀强磁场上方 由不同高度静止释放 用 t1 t2分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场 的时刻 线框下落过程形状不变 ab 边始终保持与磁场水平边界 OO 平 行 线框平面与磁场方向垂直 设 OO 下方磁场区域足够大 不计空气 影响 则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变 化的规律 答案 A 解析 矩形闭合线框在匀强磁场上方 由不同高度静止释放 先做自由落体运动 进入磁 O A t E O A t E O B t E O C t E O D 场后 若所受安培力大于重力 线框做加速度逐渐减小的减速运动 反映线框下落过程中速 度 v 随时间 t 变化的规律可能是图象 B 若所受安培力等于重力 线框做匀速运动 反映线 框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律可能是图象 D 若所受安培力小于重力 线框做加 速度逐渐减小的加速运动 到线框完全进入磁场区域 线框做自由落体运动 反映线框下落 过程中速度 v 随时间 t 变化的规律可能是图象 C 不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律是图象 A 11 2013 高考天津理综物理第 3 题 如图所示 纸面内有一矩形导体闭合 线框 abcd ab 边长大于 bc 边长 置于垂直纸面向里 边界为 MN 的匀强磁场 外 线框两次匀速地完全进入磁场 两次速度大小相同 方向均垂直于 MN 第一次 ab 边平行 MN 进入磁场 线框上产生的热量为 Q1 通过线框导体横截 面的电荷量为 q1 第二次 bc 边平行 MN 进入磁场 线框上产生的热量为 Q2 通过线框导体横截面的电荷量为 q2 则 A Q1 Q2 q1 q2 B Q1 Q2 q1 q2 C Q1 Q2 q1 q2 D Q1 Q2 q1 q2 答案 A 解析 根据功能关系 线框上产生的热量等于克服安培力做功 由