（新课标）2013年高考物理 考前十天回归教材九

1 新课标新课标 20132013 年高考物理考前十天回归教材九年高考物理考前十天回归教材九 电磁感应电磁感应 第第 卷卷 选择题 共选择题 共 4040 分分 一 选择题 本题共 10 小题 每题 4 分 共 40 分 有的小题只有一个选项正确 有的 小题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 图 1 1 如图 1 所示 闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中 其中ac bd分别是平行 垂 直于磁场方向的两直径 试分析线圈做如下运动时 能产生感应电流的是 A 使线圈在纸面内平动或转动 B 使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 C 使线圈以ac为轴转动 D 使线圈以bd为轴转动 解析 使线圈在纸面内平动或转动 沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动 线 圈中的磁通量始终为零 不变化 无感应电流产生 以bd为轴转动时 线圈中的磁通量不 断变化 能产生感应电流 所以 D 选项正确 答案 D 2 如图 2 所示 螺线管的导线的两端与两平行金属板相接 一个带负电的小球用丝线 悬挂在两金屑板间 并处于静止状态 若条形磁铁突然插入线圈时 小球的运动情况是 图 2 A 向左摆动 B 向右摆动 C 保持静止 D 无法判定 解析 当条形磁铁插入线圈中时 线圈中向左的磁场增强 由楞次定律可判定金属板左 端电势高 故带负电的小球将向左摆动 A 正确 答案 A 3 如图 3 所示 AOC是光滑的金属轨道 AO沿竖直方向 OC沿水平方向 PQ是一根金 属直杆如图所示立在导轨上 直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动 运动过程中Q 2 端始终在OC上 空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场 则在PQ杆滑动的过程中 下列判 断正确的是 图 3 A 感应电流的方向始终是由P Q B 感应电流的方向先是由P Q 后是由Q P C PQ受磁场力的方向垂直杆向左 D PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左 后垂直于杆向右 解析 在PQ杆滑动的过程中 杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小 三角形POQ 内的磁通量先增大后减小 由楞次定律可判断 B 项对 再由PQ中电流方向及左手定则可判 断 D 项对 答案 BD 4 如图 4 所示 通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈 线圈均与传送带以相 同的速度匀速运动 为了检测出个别未闭合的不合格线圈 让传送带通过一固定匀强磁场区 域 磁场方向垂直于传送带 线圈进入磁场前等距离排列 穿过磁场后根据线圈间的距离 就能够检测出不合格线圈 通过观察图形 判断下列说法正确的是 图 4 A 若线圈闭合 进入磁场时 线圈相对传送带向后滑动 B 若线圈不闭合 进入磁场时 线圈相对传送带向后滑动 C 从图中可以看出 第 2 个线圈是不合格线圈 D 从图中可以看出 第 3 个线圈是不合格线圈 解析 由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知 A 正确 B 错误 由各线圈位置关系 知 C 错误 D 正确 答案 AD 图 5 5 如图 5 所示 在O点正下方有一个具有理想边界的磁场 铜环在A点由静止释放向 右摆至最高点B 不考虑空气阻力 则下列说法正确的是 A A B两点在同一水平线上 B A点高于B点 3 C A点低于B点 D 铜环最终将做等幅摆动 解析 铜环在进入或穿出磁场边界时 由于铜环内的磁通量发生变化 将有感应电流产 生 感应电流通过铜环将产生内能 故铜环在A点静止释放后 向右摆至最高点时的B点要 低于A点的位置 A C 错误 B 正确 当铜环最后全部处于磁场中时 由于铜环内的磁通量 不再发生变化 此时没有感应电流 故铜环将在磁场中做等幅摆动 D 正确 答案 BD 6 如图 6 所示为新一代炊具 电磁炉 无烟 无明火 无污染 不产生有害气体 无微波辐射 高效节能等 是电磁炉的优势所在 电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场 当 磁场的磁感线通过含铁质锅底部时 即会产生无数小涡流 使锅体本身自行高速发热 然后 再加热锅内食物 下列相关说法中正确的是 图 6 A 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B 恒定磁场越强 电磁炉的加热效果越好 C 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 D 提高磁场变化的频率 可提高电磁炉的加热效果 解析 由电磁感应原理可知 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 且提高磁场变化的 频率 产生的感应电动势变大 故可提高电磁炉的加热效果 故 C D 正确 答案 CD 图 7 7 如图 7 所示 矩形金属框置于匀强磁场中 ef为一导体棒 可在ab和cd间滑动并 接触良好 设磁感应强度为B ac长为L 在 t时间内向左匀速滑过距离 d 由法拉第 电磁感应定律E n可知 下列说法正确的是 t A 当ef向左滑动时 左侧面积减少L d 右侧面积增加L d 因此E 2BL d t B 当ef向左滑动时 左侧面积减少L d 右侧面积增加L d 互相抵消 因此E 0 C 在公式E n中 在切割磁感线情况下 B S S应是导体棒切割磁感 t 线扫过的面积 因此E BL d t 4 D 在切割磁感线的情况下 只能用E BLv计算 不能用E n计算 t 解析 本题中由于导体棒是匀速切割磁感线 所以产生的感应电动势是恒定的 因而任 一时刻产生的瞬时感应电动势等于平均感应电动势 因此感应电动势有两种求法 1 由 E BLv BL 2 由法拉第电磁感应定律知E 式子中 S为导体棒 d t t B S t BL d t 移动中扫过的面积 故 C 正确 答案 CD 图 8 8 如图 8 所示 一个 形导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场 中 导体棒ab与导轨由相同粗细 相同材料的导体制成 导体棒与导轨接触良好 在外力 作用下 导体棒以恒定速度v向右运动 以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点 则 回路中感应电动势E 感应电流I 导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时 间t变化的图象中 正确的是 解析 E Blv Bv vttan t A 正确 I 而R与三角形回路的周长成正比 Bvl R 可把R表示为R kc 式中c为周长 代入I的表达式中I 而 为一定值 所以I是一 Bvl kc l c 定值 B 错误 P IE I不变 E与t成正比 所以P t C 正确 Q Pt t2 D 错误 答案 AC 图 9 9 如图 9 所示 竖直平面内有一金属环 半径为d 总电阻为R 指拉直时两端的电阻 磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面 在环的最高点A用铰链连接长度为 2a 电阻为 5 的导体棒AB AB由水平位置紧贴环面摆下 当摆到竖直位置时 B点的线速度为v 则这 R 2 时AB两端的电压大小为 A B Bav 3 Bav 6 C D Bav 2Bav 3 解析 图 10 当摆到竖直位置时 AB棒产生的电动势E B 2a Bav 等效电路如图 10 所示 则 v 2 U E 3 Bav 3 答案 A 图 11 10 如图 11 足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角 0 90 其中MN 与PQ平行且间距为L 导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直 导轨电阻不计 金属棒 ab由静止开始沿导轨下滑 并与两导轨始终保持垂直且良好接触 ab棒接入电路的电阻为 R 当流过ab棒某一横截面的电量为q时 棒的速度大小为v 则金属棒ab在这一过程中 A 运动的平均速度大小为 1 2 B 下滑的位移大小为 qR BL C 产生的焦耳热为qBLv D 受到的最大安培力大小为sin B2L2v R 解析 流过ab棒某一截面的电量q t t ab棒下滑的位移x I B S Rt BL x R qR BL 其平均速度v 而棒下滑过程中做加速度减小的加速度运动 故平均速度不等于v A 错 x t 1 2 误 B 正确 由能量守恒mgxsin Q mv2 产生的焦耳热 1 2 Q mgxsin mv2 mgsin mv2 C 错误 当mgsin 时v最大 安培力最大 1 2 qR BL 1 2 B2L2v R 6 即F安 m mgsin 或 D 错误 B2L2v R 答案 B 第第 卷卷 非选择题 共非选择题 共 6060 分分 二 填空题 本题共 2 小题 每题 8 分 共 16 分 11 如图 12 所示 半径为r的金属圆环绕通过直径的轴OO 以角速度 匀速转动 匀 强磁场的磁感应强度为B 以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时 求在转动 30 角的 过程中 环中产生的感应电动势为 图 12 解析 2 1 BSsin30 0 B r2 1 2 又 t 6 6 所以E 3B r2 t 1 2B r2 6 答案 3B r2 12 一个边长为 10 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中 线框匝数n 100 线框平面 与磁场垂直 电阻为 20 磁感应强度随时间变化的图象如图 13 所示 则在一个周期内线 框产生的热量为 J 图 13 解析 由题图可知 线框中穿过均匀变化的磁场 变化周期T 4 s 根据法拉第电磁感 应定律和闭合电路欧姆定律 线框中产生的感应电动势E nS B t 感应电流I A 5 10 2 A E R 100 10 2 20 在一个周期内产生的热量 Q I2RT 5 10 2 2 20 4 J 0 2 J 答案 0 2 三 计算题 本题共 4 小题 13 14 题各 10 分 15 16 题各 12 分 共 44 分 计算时 必须有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 7 图 14 13 如图 14 所示 质量m1 0 1 kg 电阻R1 0 3 长度l 0 4 m 的导体棒ab横 放在U形金属框架上 框架质量m2 0 2 kg 放在绝缘水平面上 与水平面间的动摩擦因数 0 2 相距 0 4 m 的MM NN 相互平行 电阻不计且足够长 电阻R2 0 1 的MN垂 直于MM 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 磁感应强度B 0 5 T 垂直于ab施加 F 2 N 的水平恒力 ab从静止开始无摩擦地运动 始终与MM NN 保持良好接触 当ab 运动到某处时 框架开始运动 设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取 10 m s2 1 求框架开始运动时ab速度v的大小 2 从ab开始运动到框架开始运动的过程中 MN上产生的热量Q 0 1 J 求该过程ab 位移x的大小 解析 1 ab对框架的压力 F1 m1g 框架受水平面的支持力 FN m2g F1 依题意 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 则框架受到最大静摩擦力 F2 FN ab中的感应电动势 E Blv MN中电流 I E R1 R2 MN受到的安培力 F安 IlB 框架开始运动时 F安 F2 由上述各式代入数据解得 v 6 m s 2 闭合回路中产生的总热量 Q总 Q R1 R2 R2 由能量守恒定律 得 Fx m1v2 Q总 1 2 代入数据解得 8 x 1 1 m 答案 1 6 m s 2 1 1 m 图 15 14 2011 四川理综 如图 15 所示 间距l 0 3 m 的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分 别固定在两个竖直面内 在水平面a1b1b2a2区域内和倾角 37 的斜面c1b1b2c2区域内分 别有磁感应强度B1 0 4 T 方向竖直向上和B2 1 T 方向垂直于斜面向上的匀强磁场 电 阻R 0 3 质量m1 0 1 kg 长为l的相同导体杆K S Q分别放置在导轨上 S杆的 两端固定在b1 b2点 K Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好 一端系于K杆中点的轻 绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂 绳上穿有质量m2 0 05 kg 的小环 已知小环以 a 6 m s2的加速度沿绳下滑 K杆保持静止 Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下 匀速运动 不计导轨电阻和滑轮摩擦 绳不可伸长 取g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 小环所受摩擦力的大小 2 Q杆所受拉力的瞬时功率 解析 1 设小环受到的摩擦力大小为Ff 由牛顿第二定律 有m2g Ff m2a 代入数据 得 Ff 0 2 N 2 设通过K杆的电流为I1 K杆受力平衡 有 Ff B1I1l 设回路总电流为I 总电阻为R总 有 I 2I1 R总 R 3 2 设Q杆下滑速度大小为v 产生的感应电动势为E 有 I E R总 E B2lv F m1gsin B2Il 拉力的瞬时功率为 P F v 联立以上方程 代入数据得 P 2 W 答案 1 0 2 N 2 2 W 15 2011 天津理综 如图 16 所示 两根足够长的光滑平行金属导轨MN PQ间距为 l 0 5m 其电阻不计 两导轨及其构成的平面均与水平面成 30 角 完全相同的两金属棒 ab cd分别垂直导轨放置 每棒两端都与导轨始终有良好接触 已知两棒质量均为 9 m 0 02kg 电阻均为R 0 1 整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中 磁感应 强度B 0 2 T 棒ab在平行于导轨向上的力F作用下 沿导轨向上匀速运动 而棒cd恰好 能够保持静止 取g 10m s2 问 图 16 1 通过棒cd的电流I是多少 方向如何 2 棒ab受到的力F多大 3 棒cd每产生Q 0 1J 的热量 力F做的功W是多少 解析 1 棒cd受到的安培力 Fcd IlB 棒cd在共点力作用下平衡 则 Fcd mgsin30 由 式 代入数据解得 I 1 A 根据楞次定律可知 棒cd中的电流方向由d至c 2 棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab Fcd 对棒ab 由共点力平衡知 F mgsin30 IlB 代入数据解得 F 0 2 N 3 设在时间t内棒cd产生Q 0 1 J 的热量 由焦耳定律知Q I2Rt 设棒ab匀速运动的速度大小为v 其产生的感应电动势 E Blv 由闭合电路欧姆定律知 I E 2R 由运动学公式知在时间t内 棒ab沿导轨的位移 x vt 力F做的功 W Fx 综合上述各式 代入数据解得 W 0 4 J 答案 1 1 A 方向由d至c 2 0 2 N 3 0 4 J 16 2011 上海单科 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S 1 15 m 两导轨间距 L 0 75 m 导轨倾角为 30 导轨上端 ab 接一阻值R 1 5 的电阻 磁感应强度 B 0 8 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上 阻值r 0 5 质量