2011年高考物理真题考点点拨精析 考点12 电磁感应 人教大纲版

用心 爱心 专心 1 考点考点 1212 电磁感应电磁感应 一 选择题一 选择题 1 2011 四川理综 T20 如图所示 在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T 转轴 O1O2垂直于磁场方向 线圈电阻为 2 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时 线圈转过 60 时的感应电流为 1A 那么 A 线圈消耗的电功率为 4W B 线圈中感应电流的有效值为 2A C 任意时刻线圈中的感应电动势为 e 4cos 2 t T D 任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin T 2 t T 思路点拨 线圈从垂直于中性面位置启动 则瞬时值的表达式为余弦函数 根据瞬时值表 达式 可求出电动势的最大值 然后求出有效值 再求功率 从而完成 A B C 的筛选 再 画出线圈转动的截面图 可知其磁通量变化规律是正弦函数 但对线圈的最大磁通量 即 BS 的计算有误 即排除 D 项 精讲精析 选 AC 由于线圈垂直于中性面启动 则瞬时表达式可记为 代入 cos m Ee 数据可知 得最大值 即有效值以及 功 o m E60cos2 VEm4 VE22 A R E I2 率为 瞬时值表达式为 故 A C 正确 B 错误 再由于W R E P4 2 t T e 2 cos4 则任意时刻穿过线圈的磁通量为 NBSEm 可知 D 错误 t TN T T N N E BS m 2 sin 2 sin 2 4 sinsin 2 2011 上海高考物理 T20 如图 磁场垂直于纸面 磁感应强度在竖直方向均匀分布 水平方向非均匀分布 一铜制圆环用丝线悬挂于点 将圆环拉至位置后无初速释放 在Oa 圆环从摆向的过程中ab A 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 用心 爱心 专心 2 B 感应电流方向一直是逆时针 C 安培力方向始终与速度方向相反 D 安培力方向始终沿水平方向 思路点拨 解答本题要把握以下思路 圆环在非匀强磁场中运动 磁通量发生变化 产 生感应电流 感应电流方向根据楞次定律判断 精讲精析 选 AD 圆环从位置后无初速释放 在到达磁场分界线之前 穿过圆环向里的a 磁感线条数在增加 根据楞次定律 感应电流方向为逆时针 圆环经过磁场分界线之时 穿 过圆环向里的磁感线条数在减少 根据楞次定律 感应电流方向为顺时针 圆环经过磁场分 界线之后 穿过圆环向外的磁感线条数在减少 根据楞次定律 感应电流方向为逆时针 A 正确 因为磁场在竖直方向分布均匀 圆环受到的竖直方向的安培力抵消 所以 D 正确 二 非选择题二 非选择题 3 2011 四川理综 T24 19 分 如图所示 间距 0 3m 的平行金属导轨 a1b1c1和 a2b2c2分别固定在两个竖直面内 在水l 平面 a1b1b2a2区域内和倾角 的斜面 c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度 B1 0 4T 方向竖 37 直向上和 B2 1T 方向垂直于斜面向上的匀强磁场 电阻 R 0 3 质量 m1 0 1kg 长为 的 l 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滑轮自然下垂 绳上 穿有质量 m2 0 05kg 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 sin 0 6 cos 0 8 求 37 37 用心 爱心 专心 3 1 小环所受摩擦力的大小 2 Q 杆所受拉力的瞬时功率 思路点拨 1 对小环应用牛顿第二定律 2 要得到瞬时功率 必先找到拉力 F 的大小以及速度 v 大小 拉力 F 从杆 Q 的平衡条件入 手 而速度 v 则需从杆 K 的平衡条件 结合法拉第电磁感应定律的推论 以及欧姆定律 含 并联电路特点 进行求解 精讲精析 1 以小环为研究对象 由牛顿第二定律 amfgm 22 代入数据得 Nf2 0 2 设流过杆 K 的电流为 由平衡条件得I IlBf 1 对杆 Q 根据并联电路特点以及平衡条件得 sin2 12 gmFIlB 由法拉第电磁感应定律的推论得 lvBE 2 根据欧姆定律有 总 R E I 2 且 R R R 2 总 瞬时功率表达式为 FvP 联立以上各式得 WP2 用心 爱心 专心 4 答案 1 2 Nf2 0 WP2 4 2011 大纲版全国 T24 如图 两根足够长的金属导轨 ab cd 竖直放置 导轨间距离 为 L 电阻不计 在导轨上端并接两个额定功率均为 P 电阻均为 R 的小灯泡 整个系统置于 匀强磁场中 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直 现将一质量为 m 电阻可以忽略的金属 棒 MN 从图示位置由静止开始释放 金属棒下落过程中保持水平 且与导轨接触良好 已知 某时刻后两灯泡保持正常发光 重力加速度为 g 求 1 磁感应强度的大小 2 灯泡正常发光时导体棒的运动速率 思路点拨 解答本题要把握以下思路 精讲精析 设灯泡额定电流为 有 0 I RIP 2 0 灯泡正常发光时 流经 MN 的电流 0 2II 速度最大时 重力等于安培力 BILmg 灯泡额 定功率 灯泡额 定电流 金属棒 电流 金属棒 所受安 培力 平衡时安 培力等于 重力 磁感应 强度 用心 爱心 专心 5 由 解得 P R L mg B 2 灯泡正常发光时 BLvE RIE 0 联立 得 mg P v 2 5 2011 重庆理综 T23 16 分 有人设计了一种可测速的跑步机 测速原理如题 23 图 所示 该机底面固定有间距为 长度为的平行金属电极 电极间充满磁感应强度为 LdB 方向垂直纸面向里的匀强磁场 且接有电压表和电阻 绝缘橡胶带上镀有间距为的平行Rd 细金属条 磁场中始终仅有一根金属条 且与电极接触良好 不计金属电阻 若橡胶带匀速 运动时 电压表读数为 求 U 橡胶带匀速运动的速率 电阻 R 消耗的电功率 一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功 思路点拨 解答本题时可按以下思路分析 因不考虑金属条的电阻 所以电压表的示数 就等于电源电动势 电阻 R 的阻值 电压都已知 消耗的电功率可用求出 克服 R U P 2 安培力做的功可用安培力与距离乘积求出 精讲精析 设电动势为 橡胶带运动速度为v BLv U 用心 爱心 专心 6 所以 BL U v 设电阻 R 消耗的电功率为P R U P 2 电流强度 R U I 安培力BILF 安培力做功 R BLUd FdW 2011 上海高考物理 T13 如图 均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置 当a绕O点在其所在平面内旋转时 b中产生顺时针方向的感应电流 且具有收缩趋势 由此 可知 圆环a A 顺时针加速旋转 B 顺时针减速旋转 C 逆时针加速旋转 D 逆时针减速旋转 思路点拨 解答本题要把握以下思路 精讲精析 选 B 圆环 b 具有收缩趋势 说明穿过 b 环的磁通量在增强 根据阻碍变化可 知圆环 a 减速旋转 逐渐减弱的磁场使得 b 环产生了顺时针方向电流 根据楞次定律可知引 起 b 环的感应电流的磁场方向向里 根据安培定则判断出 a 环顺时针方向旋转 所以 B 选项 正确 6 2011 上海高考物理 T32 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S 1 15m 两导轨间距 圆环 b 具 有收缩趋 势 圆环 a 减 速旋转 b 中产生 顺时针方 向电流 阻碍变化 楞次定律 圆环 a 旋 转方向 圆环 a 运 动情况 用心 爱心 专心 7 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 8T的匀 强磁场垂直轨道平面向上 阻值r 0 5 质量m 0 2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好 从 轨道上端ab处由静止开始下滑至底端 在此过程中金属棒产生的焦耳热 取0 1 r QJ 求 2 10 gm s 1 金属棒在此过程中克服安培力的功 W安 2 金属棒下滑速度时的加速度 2 vm s a 3 为求金属棒下滑的最大速度 有同学解答如下 由动能定理 m v 2 1 2 m WWmv 重安 由此所得结果是否正确 若正确 说明理由并完成本小题 若不正确 给出正确的解 答 思路点拨 解答本题要把握以下思路 克服安培力做了多少功 就有到少其他形式的能转化为电能 电能又转化为热能 下滑 力与安培力之矢量合就是合外力 决定物体加速度 重力势能的减少等于增加的动能与产 生的热能之和 精讲精析 1 下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热 由于 因此3Rr 30 3 Rr QQJ 0 4 Rr WQQQJ 安 2 金属棒下滑时受重力和安培力 22 B L FBILv Rr 安 用心 爱心 专心 8 由牛顿第二定律 22 sin30 B L mgvma Rr 2222 2 10 80 752 sin30103 2 20 2 1 50 5 B L agvm s m Rr 3 此解法正确 金属棒下滑时受重力和安培力作用 其运动满足