2013年高考物理总复习 百题精炼（第3期） 专题4 电磁感应、交变电流（教师版）

1 20132013 年高考物理总复习年高考物理总复习 百题精炼 第百题精炼 第 3 3 期 期 专题专题 4 4 电磁感应 电磁感应 交变电流 教师版 交变电流 教师版 1 2013 辽宁丹东市四校联考 如图所示 平行导轨置于磁感应强度为 B 的匀强磁场 中 方向向里 间距为 L 左端电阻为 R 其余电阻不计 导轨右端接一电容为 C 的电容 器 现有一长 2L 的金属棒 ab 放在导轨上 ab 以 a 为轴顺时针以 转过 90 的过程中 通过 R 的电量为 A Q 2 3 2 BL R B Q 2BL2 C C Q 2 BL R D Q BL2 3 2R 2 C 2 2013 云南模拟 一导线弯成如右图所示的闭合线圈 以速度 v 向左匀速进入磁感应 强度为 B 的匀强磁场 磁场方向垂直平面向外 线圈总电阻为 R 从线圈进入磁场开始到 完全进入磁场为止 下列结论正确的是 2 A 感应电流一直沿顺时针方向 B 线圈受到的安培力先增大 后减小 C 感应电动势的最大值 E Brv D 穿过线圈某个横截面的电荷量为 R rrB 22 3 2013 河北省五校联盟模拟 现代科学研究中常用到高速电子 电子感应加速器就是利 用感生电场加速电子的设备 电子感应加速器主要有上 下电磁铁磁极和环形真空室组成 当电磁铁绕组通以变化的电流时 产生变化的磁场 穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也 随时间变化 这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场 电子将在涡旋电场作用下得到加速 如图所示 上图为侧视图 下图为真空室的俯视图 若电子被 约束 在半径为 R 的圆 周上运动 当电磁铁绕组通有图中所示的电流时 3 A 电子在轨道上逆时针运动 B 保持电流的方向不变 当电流增大时 电子将加速 C 保持电流的方向不变 当电流减小时 电子将加速 D 被加速时电子做圆周运动的周期不变 4 2013 广西模拟 在如图 5 甲所示的电路中 螺线管匝数 n 1500 匝 横截面积 S 20cm2 螺线管导线电阻 r 1 0 R1 4 0 R2 5 0 C 30 F 在一段时间内 穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图 5 乙所示的规律变化 则下列说法中正确的是 A 螺线管中产生的感应电动势为 1V B 闭合 S 电路中的电流稳定后 电阻 R1的电功率为 5 10 2 W 4 C 电路中的电流稳定后电容器下极板带正电 D S 断开后 流经 R2的电量为 1 8 10 5C 5 2013 山东调考 如图甲所示 光滑平行金属导轨 MN PQ 所在平面与水平面成 角 M P 两端接一阻值为 R 的定值电阻 阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置 其他部分电阻 不计 整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 磁场方向垂直导轨平面向上 t 0 时 对金属棒施一平行于导轨的外力 F 金属棒由静止开始沿导轨向上运动 通过 R 的感应电 流随时间 t 变化的关系如图乙所示 下列关于穿过回路 abPMa 的磁通量 和磁通量的瞬时 变化率以及 a b 两端的电势差 Uab和通过金属棒的电荷量 q 随时间 t 变化的图象中 t 正确的是 5 6 2013 重庆模拟 两根相距为 L 的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置 它们各 有一边在同一水平面内 另一边与水平面的夹角为 37 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 导轨的电阻不计 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 v 沿导轨匀速运动时 cd 杆恰好处于静止状态 重力加速度为 g 以下说法正确的是 A ab 杆所受拉力 F 的大小为 mg tan37 B 回路中电流为 mg sin 37 BL C 回路中电流的总功率为 mgv sin37 6 D m 与 v 大小的关系为 m B2L2v 2Rg tan37 7 2013 辽宁丹东市四校协作模拟 如图所示 两种情况下变压器灯泡 L2 L3的功率均 为P 且 L1 L2 L3为相同的灯泡 匝数比为 n1 n2 3 1 则图 a 中 L1的功率和图 b 中 L1的功率分别为 A P P B 9P 4P 9 C 4P 9 9P D 4P 9 9P 8 2013 唐山一中模拟 如图正方形线框 abcd 长为 L 每边电阻均为 r 在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中绕 cd 轴以角速度 转动 c d 两点与外电路相连 外电路电阻也为 r 则下列说法中正确的是 7 A S 断开时 电压表读数为 2 2 B L2 B S 断开时 电压表读数为 2 8 2 LB C S 闭合时 电流表读数为 r10 2 B L2 D S 闭合时 线框从图示位置转过 2 过程中流过电流表的电量为 BL2 7r 9 2013 江苏常州水平监测 有一台交流发电机 E 通过理想升压变压器 T1 和理想降压 变压器 T2 向远处用户供电 输电线的总电阻为 R T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1 它的输出电压和输出功率分别为 U2 和 P2 T2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3 它的输出电压和输出功率分别为 U4 和 P4 设 T1 的输入电压 U1 一定 当用户消耗的 电功率变大时 有 8 A U2 不变 U3 变小 B U2 减小 U4 变大 C P1 变小 P2 变小 D P2 变大 P3 变大 10 2013 武汉联考 A B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成 它们的半径之比 rA rB 2 1 在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域 磁场方向垂 直于两导线环的平面 如图所示 当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中 求两导 线环内所产生的感应电动势之比和流过两导线环的感应电流的电流之比 A 1 B A I I B 2 B A I I C 4 1 B A I I D 2 1 B A I I 9 E t 得 E t B S S 为磁场区域面积 对 A B 两导线环 由于 t B 及 S 均相 同 得 B A E E I R E R 1 S l S1为导线的横截面积 l 2 r 所以 AB BA B A rE rE I I 代入数值得 2 1 A B B A r r I I 11 2013 山东省聊城模拟 如图 7 12 所示 水平放置的光滑平行金属导轨上有一 质量为m的金属棒ab 导轨的一端连接电阻R 其他电阻均不计 磁感应强度为B的匀强磁 场垂直于导轨平面向下 ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动的过程中 A 随着ab运动速度的增大 其加速度也增大 B 外力F对ab做的功等于电路中产生的电能 C 外力F做功的功率始终等于电路中的电功率 D 克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 12 2013 武汉二中模拟 光滑金属导轨宽L 0 4 m 电阻不计 均匀变化的磁场穿过 整个轨道平面 如图 7 13 甲所示 磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图 7 13 乙所 示 金属棒ab的电阻为 1 自t 0 时刻起从导轨最左端以v 2 m s 的速度向右匀速 运动 则 10 A 1 s 末回路中电动势为 0 8 V B 1 s 末ab棒所受磁场力为 0 64 N C 1 s 末回路中电动势为 1 6 V D 1 s 末ab棒所受磁场力大小为 1 28 N 解析 1 s 末磁场的磁感应强度大小为B 2 T 回路中电动势为E BLv 1 6 V 则 C 对 回路中的电流为I 1 6 A 杆受的安培力大小为F BIL 1 28 N D 对 E R 答案 CD 13 2013 银川一中模拟 如图 7 14 所示 边长为a的闭合金属正三角形框架 完 全处于垂直于框架平面的匀强磁场中 现把框架匀速拉出磁场 如图所示 则选项图中电 动势 外力 外力功率与位移图象规律与这一过程相符合的是 图 7 14 11 解析 框架匀速拉出过程中 有效长度l均匀增加 由E Blv知 电动势均匀变大 A 错 B 对 因匀速运动 则F外 F安 BIl 故外力F外随位移x的增大而非线性 B2l2v R 增大 C 错 外力功率P F外v v恒定不变 故P也随位移x的增大而非线性增大 D 错 答案 B 14 2013 重庆巴蜀中学模拟 如图所示 水平放置的U形框架上接一个阻值为R0 的电阻 放在垂直纸面向里的 磁感应强度大小为B的匀强磁场中 一个半径为L 质量 为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下 由静止开始运动距离d后速度达 到v 半圆形硬导体AC的电阻为r 其余电阻不计 下列说法正确的是 A 此时AC两端电压为UAC 2BLv B 此时AC两端电压为UAC 2BLvR0 R0 r C 此过程中电路产生的电热为Q Fd mv2 1 2 12 D 此过程中通过电阻R0的电荷量为q 2BLd R0 r 15 2012 安徽皖北联考 如图所示 水平虚线MN的上方有一垂直纸面向里的匀强磁场 矩形导线框abcd从MN下方某处以v0的速度竖直上抛 向上运动高度H后垂直进入匀强磁 场 此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行 不计空气阻力 在导线框从抛出到速度 减为零的过程中 以下四个图象中可能正确反映导线框的速度与时间的关系的是 16 2013 大连一中模拟 如图所示 一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成 角 两 轨道上端用一电阻R相连 该装置处于匀强磁场中 磁场方向垂直轨道于平面向上 质量 为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行 滑行到某高度h后又返回到底端 若 13 运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好 轨道与金属杆的电阻均忽略不计 则 下列说法正确的是 A 金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多 B 金属杆ab上滑过程中克服重力 安培力与摩擦力所做功之和等于mv 1 22 0 C 金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等 D 金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量 17 2012 济南模拟 如图所示 宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面 一质量为m的椭圆形导体框平放在桌面上 椭圆的长轴平行磁场边界 短轴小于d 现给导 体框一个初速度v0 v0垂直磁场边界 已知导体框全部在磁场中的速度为v 导体框全部 出磁场后的速度为v1 导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1 导体框离开磁场过程中 产生的焦耳热为Q2 下列说法正确的是 A 导体框离开磁场过程中 感应电流的方向为顺时针方向 B 导体框进出磁场都是做匀变速直线运动 C Q1 Q2 D Q1 Q2 m v v 1 22 02 1 14 18 如图所示 竖直平面内有一足够长的宽度为L的金属导轨 质量为m的金属导体棒ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动 且导体棒ab与金属导轨接触良好 ab电阻为R 其他电阻 不计 导体棒ab由静止开始下落 过一段时间后闭合开关 S 发现导体棒ab立刻做变速 运动 则在此后导体棒ab的运动过程中 下列说法中正确的是 A 导体棒ab做变速运动期间加速度一定减小 B 单位时间内克服安培力做的功全部转化为电能 电能又转化为内能 C 导体棒减小的机械能转化为闭合电路中的电能和电热之和 符合能的转化和守恒 定律 D 导体棒ab最后做匀速运动时 速度大小为v mgR B2L2 19 2013 海口一中模拟 如图所示 水平的平行虚线间距为 d 其间有磁感应强度为 B 的匀强磁场 一个长方形线圈的边长分别为 L1 L2 且 L2 d 线圈质量 m 电阻为 R 现 15 将线圈由静止释放 测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为 h 时 其下边缘刚进入磁 场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等 求 1 线圈刚进入磁场时的感应电流的大小 2 线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场 图中两虚线框所示位置 的过程做 何种运动 求出该过程最小速度 v 3 线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热 Q 总 答案 1 R ghBL R E I 2 1 2 2 2 dLhgv 3 2mgd 解析 2 0 2 1 mvmgh ghv2 0 01v BLE R ghBL R E I 2 1 先做加速度减小的减速运动 后做加速度为 g 的匀加速运动 20 2013 苏州一中模拟 两根足够长的光滑平行直导轨 MN PQ 与水平面成 角放 置 两导轨间距为 L M P 两点间接有阻值为 R 的电阻 一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 16 放在两导轨上 并与导轨垂直 整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 磁场方向垂 直于导轨平面向上 导轨和金属杆接触良好 它们的电阻不计 现让 ab 杆由静止开始沿导 轨下滑 求 ab 杆下滑的最大速度vm ab 杆由静止释放至达到最大速度的过程中 电阻 R 产生的焦耳热为 Q 求该过程中 ab 杆下滑的距离 x 及通过电阻 R 的电量 q 17 21 2013 北京市海淀区模拟 如图 13 甲所示 长 宽分别为 L1 L2的矩形金属线 框位于竖直平面内 其匝数为 n 总电阻为 r 可绕其竖直中心轴 O1O2转动 线