【备战2014】高考物理复习 2013年模拟题汇编（2）专题十 电磁感应

1 20142014 高考物理复习高考物理复习 20132013 届模拟题汇编 届模拟题汇编 2 2 专题十 专题十 电磁感应电磁感应 1 2013 河南三市联考 矩形导线框固定在匀强磁场中 如图甲所示 磁感线的方向与导 线框所在平面 垂直 规定磁场的正方向为垂直纸面向里 磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律 如图乙所示 则 A 从 0 到 t1 时间内 导线框中电流的方向为 abcda B 从 O 到 t1 时间内 导线框中电流越来越小 C 从 0 到 t2 时间内 导线框中电流的方向始 终为 adcba D 从 0 到 t2 时间内 导线框 ab 边受到的安培力越来越大 答案 C 解析 由楞次定律 从 0 到 t2 时间内 导线框中电流的方向始终为 adcba 选项 A 错误 C 正确 由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律 从 O 到 t1 时间内 导线框中电 流恒定 选项 B 错误 由安培力公式 从 0 到 t2 时间内 导线框 ab 边受到的安培力先减小 后增大 选项 D 错误 2 2013 四川自贡一诊 长直导线与闭合金属线框位于同一平面内 长直导线中的电流 i 随 时间 t 的变化关系如右图所示 在 2 0 T 时间内 直导线中电流向上 则在 T T 2 时间内 线框中感应电流的方向与所受安培力情况是 A 感应电流方向为顺时针 线框受安培力的合力方向向左 B 感应电流方向为顺时针 线框受安培力的合力方向向右 C 感应电流方向为逆时针 线框受安培力的合力方向向右 D 感应电流方向为逆时针 线框受安培力的合力方向向左 2 答案 B 解析 在 T T 2 时间内 由楞次定律可知 线框中感应电流的方向为顺时针 由左手定则可 判断线框受安培力的合力方向向右 选项 B 正确 3 2013 河南三市联考 两根足够长的光滑导轨竖直放置 间距为 L 顶端接阻值为 R 的电 2 阻 质量为 m 电阻为 r 的金属棒在距磁场上边界某处静止释放 金属棒和导轨接触良好 导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直 如图所示 不计导轨的电阻 重力加速度 为 g 则 A 金属棒在磁场中运动时 流过电阻 R 的电流方向 为 a b B 金属棒的速度为 v 时 金属棒所受的安培力大小为 22 B L v Rr C 金属棒的最大速度为 mg R r BL D 金属棒以稳定的速度下滑时 电阻 R 的热功率为 2 mg BL R 答案 BD 解析 金属棒在磁场中向下运动时 由楞次定律 流过电阻 R 的电流方向 为 b a 选项 A 错误 金属棒的速度为 v 时 金属棒中感应电动势 E BLv 感应电流 I E R r 所受的安培力大小为 F BIL 22 B L v Rr 选项 B 正确 当安培力 F mg 时 金属棒下落速度最大 金属棒的最大速度为v 22 mg R r B L 选项 C 错误 金属棒以稳定的速度下滑时 电阻 R 和 r 的热功率为 P mgv 2 mg BL R r 电阻 R 的热功率为 2 mg BL R 选项 D 正确 4 2013 安徽皖南八校联考 如图所示 虚线右侧存在匀强磁场 磁场方向垂直纸面向外 正方形金属框电阻为 R 边长是 L 自线框从左边界进入磁场时开始计时 在外力作用下由静 止开始 以垂直于磁场边界的恒定加速度 a 进人磁场区域 t1 时刻线框全部进入磁场 规定 顺时针方向为感应电流 I 的正方向 外力大小为 F 线框中电功率的瞬时值为 P 通过导体 横截面的电荷量为 q 其中 P t 图像为抛物线 则这些量随时间变化的关系正确的是 答案 C 解析 线框速 度 v at 产生的感应电动势随时间均匀增大 感应电流均匀增大 安 培力随时间均匀增大 外力 F 随时间变化关系是一次函数 但不是成正比 功率 P EI 随时 间变化关系是二次函数 其图像是抛物线 所以 C 正确 AB 错误 导体横截面的电荷量 q It 3 随时间变化关系是二次函数 其图像是抛物线 选项 D 错误 5 2013 江苏常州模拟 如图所示 两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场 有一较 小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行 现使此线框向右匀速穿过磁场区域 运动过程 中始终保持速度方向与 ab 边垂直 则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过 程中感应电流随时间变化的规律 答案 D 解析 根据法拉第电磁感应定律和楞次定律 可以定性地表示线框在进入磁场的过 程中感应电流随时间变化的规律是图 D 6 2013 浙江测试 如图所示 用两根相同的导线绕成匝数分别为 n1 和 n2 的圆形闭合线圈 A 和 B 两线圈平面与匀强磁场垂直 当磁感应强度随时间均匀变化时 两线圈中的感应电流 之比 IA IB 为 A 2 1 n n B 1 2 n n C 2 2 2 1 n n D 2 1 2 2 n n 答案 B 解析 设线圈 A 半径为 R 线圈 B 半径为 r 则 n12 R n22 r 线圈 A 和 B 两线圈中的感应电动势之比为 2 1 2 2 n R n r 由于电阻相等 感应电流之比 IA IB 1 2 n n 选项 B 正确 7 2013 浙江测试 如图所示 用两根相同的导线绕成匝数分别为 n1 和 n2 的圆形闭合线圈 A 和 B 两线圈平面与匀强磁场垂直 当磁感应强度随时间均匀变化时 两线圈中的感应电流 之比 IA IB 为 A 2 1 n n B 1 2 n n C 2 2 2 1 n n D 2 1 2 2 n n 答案 B 解析 设线圈 A 半径为 R 线圈 B 半径为 r 则 n12 R n22 r 4 线圈 A 和 B 两线圈中的感应电动势之比为 2 1 2 2 n R n r 由于电阻相等 感应电流之比 IA IB 1 2 n n 选项 B 正确 8 2013 浙江测试 超导 量子干涉仪 可用于探测心 磁 10 10T 和脑磁 10 13T 等微弱磁场 其灵敏度 可达 10 14T 其探测 回路 示意图如图甲 穿过 ABCD 回路 的磁通量为 总电流强度 I i1 i2 I 与 0 的关系如图乙所示 0 2 07 10 15 Wb 下列说法正确的是 A 图乙中横坐标的单位是 Wb B 穿过 回路 的磁通量越大 电流 I 越大 C 穿过 回路 的磁通量变化引发电流 I 周期性变化 D 根据电流 I 的大小 可以确定穿过 回路 的磁通量大小 答案 C 解析 图乙中横坐标是 0 无单位 选项 A 错误 穿过 回路 的磁通量变化引发 电流 I 周期性变化 选项 C 正确 B 错误 根据电流 I 的大小 不可以确定穿过 回路 的磁 通量大小 选项 D 错误 9 16 分 2013 江苏常州模拟 如图 光滑斜面的倾角 30 在斜面上放置一矩形线 框 abcd ab 边的边长 l1 l m bc 边的边长 l2 0 6 m 线框的质量 m 1 kg 电阻 R 0 1 线框通过细线与重物相连 重物质量 M 2 kg 斜面上 ef 线 ef gh 的右方有垂直斜面向上 的匀强磁场 磁感应强度 B 0 5 T 如果线框从静 止开始运动 进入磁场最初一段时间是匀速的 ef 线 和 gh 的距离 s 11 4 m 取 g 10 4m s2 求 2 1 2 1 I mA 乙 第 20 题图 0 3 3 CD BA i2 i1 II 甲 0 5 线框进入磁场前重物 M 的加速度 线框进入磁场时匀速运动的速度 v ab 边由静止开始到运动到 gh 线处所用的时间 t ab 边运动到 gh 线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到 gh 线的整个过程中产生的焦 耳热 9 解析 1 线框进入磁场前 线框仅受到细线的拉力 FT 斜面的支持力和线框重力 重 物 M 受到重力和拉力 FT 对线框 由牛顿第二定律得 FT mg sin ma 2 分 联立解得线框进入磁场前重物 M 的加速度 mM mgMg a sin 5m s2 2 分 2 因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动 所以重物受力平衡 Mg FT 线框 abcd 受力平衡 FT mg sin FA 1 分 ab 边进入磁场切割磁感线 产生的电动势 E Bl1v 形成的感应电流 R vBl R E I 1 1 分 受到的安培力 1 BIlFA 1 分 联立上述各式得 Mg mg sin R vlB 2 1 2 1 分 代入数据解得 v 6 m s 1 分 3 线框 abcd 进入磁场前时 做匀加速直线运动 进磁场的过程中 做匀速直线运动 进 入磁场后到运动到 gh 线 仍做匀加速直线运动 进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同 为 a 5 m s2 该阶段运动时间为 ss a v t2 1 5 6 1 1 分 进磁场过程中匀速运动时间 ss v l t1 0 6 6 0 2 2 1 分 线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前 所以该阶段的加速度仍为 a 5m s2 2 332 2 1 atvtls 解得 t3 1 2 s 1 分 因此 ab 边由静止开始运动到 gh 线所用的时间为 t t1 t2 t3 2 5s 1 分 4 线框 ab 边运动到 gh 处的速度 v v at3 6 m s 5 1 2 m s 12 m s 1 分 整个运动过程产生的焦耳热 Q FAl2 Mg mgsin l2 9 J 3 分 6 10 15 分 2013 江苏淮安调研 如图 相距 L 1m 电阻不计的平行光滑长金属导轨固定 在绝缘水平面上 两导轨左端间接有阻值 R 2 的电阻 导轨所在区域内加上与导轨所在平 面垂直 方向相反的匀强磁场 磁场宽度 d 均为 0 6m 磁感应强度大小 B1 5 2 T B2 0 8T 现有电阻 r 1 的导体 棒 ab 垂直导轨放置且接触良好 当导体棒 ab 从边界 MN 进入磁场后始终以速度 5 v m s 作 匀速运动 求 棒 ab 在磁场 B1 中时克服安培力做功的功率 棒 ab 经过任意一个磁场 B2 区域过程中通过 电阻 R 的电量 棒 ab 在磁场中匀速运动时电阻 R 两端电压 的有效值 10 15 分 解析 1 在磁场 B1 中 11 EB Lv 1 分 rR E I 1 1 1 分 1 1B FB I L 1 分 2 1 2 3 B B Lv PF v Rr W 2 分 在磁场 B2 中 22 EB Lv 1 分 2 2 B Lv I Rr 1分 22 tIq 222 B Lv tB