（新课标卷）2013年高考物理二轮复习 极限突破 电磁感应

1 20132013 年高考二轮复习极限突破年高考二轮复习极限突破 电磁感应电磁感应 1 如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图 铁芯上有两个线圈A和B 线圈A跟 电源连接 线圈B的两端接在一起 构成一个闭合回路 下列说法中正确的是 BC A 闭合开关 S 时 B中产生图示方向的感应电流 B 闭合开关 S 时 B中产生与图示方向相反的感应电流 C 断开开关 S 时 电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间 D 断开开关 S 时 弹簧K立即将衔铁D拉起 2 图中电感 L 的直流电阻为RL 小灯泡的电阻为R 小量程电流表 G1 G2的内阻不计 当开 关 S 闭合 电路达到稳定后 电流表 G1 G2的指针均偏向右侧 电流表的零刻度在表盘的中 央 则在开关 S 断开后 两个电流表的指针偏转情况是 A G1 G2的指针都立即回到零点 B G1缓慢回到零点 G2立即左偏 偏后缓慢回到零点 C G1立即回到零点 G2缓慢回到零点 D G2立即回到零点 G1缓慢回到零点 答案 B 解析 在开关 S 断开后 L 中产生自感电动势 两个电流表的指针偏转情况是 G1缓慢回到零 点 G2中电流方向为 Q 指向 P 即立即左偏 偏后缓慢回到零点 选项 B 正确 3 如图所示 有等腰直角三角形的闭合线框 ABC 在外力作用下向右匀速地经过一个宽度比 AB 边长些的有界匀强磁场区域 线圈中产生的感应电流 I 与运动方向的位移 x 之间的函数图 2 象是 4 如图所示 光滑平行的金属导轨MN和PQ 间距L 1 0 m 与水平面之间的夹角 30 匀强磁场磁感应强度B 2 0 T 垂直于导轨平面向上 MP间接有阻值R 2 0 的电阻 其它电阻不计 质量m 2 0 kg 的金属杆ab垂直导轨放置 用变力F沿导轨平面向上 拉金属杆ab 若金属杆ab以恒定加速度a 2 m s2 由静止开始做匀变速运动 则 g 10 m s2 1 在 5 s 内平均感应电动势是多少 2 第 5 s 末 回路中的电流多大 3 第 5 s 末 作用在ab杆上的外力F多大 3 5 如图所示 两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界 磁场的磁感应强度为 B 宽度为d 正方形线框abcd由均匀材料制成 其边长为L L d 质量为m 总电阻为 R 将线框在磁场上方高h处由静止开始释放 已知线框的ab边刚进入磁场时和刚穿出磁场 时的速度相同 求 1 ab边刚进入磁场时ab两端的电势差Uab 2 ab边刚进入磁场时线框加速度的大小和方向 3 整个线框进入磁场过程所需的时间 解析 1 ab边进入磁场前 线框自由下落 1 分 ghv2 2 0 ab边刚进入磁场时切割磁感线产生感应电动势 0 BLvE 4 3 设线框完全进入磁场时速度为v1 则从线框完全进入磁场至线框开始穿出磁场的过程中 有 在线框进入磁场的过程中 有 Ldgvv 2 2 1 2 0 BLvE R E I 取向下为正方向 有 maBILmg 可得 对于该过程中的任意mav R LB mg 22 5 微小过程 有 tmatv R LB mg 22 6 如图所示 在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一个定值电阻R0 两导轨间的距离 L 0 5m 在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场 磁感应强度B 0 2T 虚线间的 距离S 1 0m 完全相同的金属棒ab cd与导轨垂直放置 两棒间用 2 0m 长的绝缘轻杆 连接 棒与导轨间无摩擦 两棒电阻皆为r 0 3 导轨电阻不计 已知R0 2r 现用一 外力从图示位置水平向右拉cd棒 使两棒以v 5 0m s 的速度向右匀速穿过磁场区域 求 1 从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中通过ab棒的电流大小和方向 2 从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中拉力做的功 3 若cd棒刚进入磁场时将水平外力去掉 经一段时间cd棒出磁场 求此段时间内 通过cd 棒的电量 解析 1 R 2 0 3 2 2 2 r rr rr E E BLv 0 5V 方程对了给 分 R0 a b c d 6 7 如下图 a 所示 间距为L 电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上 在区域 I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场 磁感应强度为B 在区域 内有垂直于斜面向下的匀强 磁场 其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图 b 所示 t 0 时刻在轨道上 端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑 同时下端的另一金属细棒cd在位 于区域I内的导轨上由静止释放 在ab棒运动到区域 的下边界EF处之前 cd棒始终 静止不动 两棒均与导轨接触良好 已知ab棒和cd棒的质量均为m 电阻均为R 区域 沿斜面的长度为 2L 在t tx时刻 tx未知 ab棒恰进入区域 重力加速度为g 求 1 通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向 2 当ab棒在区域 内运动时cd棒消耗的电功率和热量 3 ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒 cd 的的电量 7 ab棒在区域 II 中运动的时间t2 t 2 v l 1 分 ab棒从开始下滑至EF的总时间t tx t2 2 1 分 sin22 22sin sin mgLm qItgL BLgBL 2 分 8 如图甲所示 光滑绝缘水平面上有一竖直向下的匀强磁场 磁感应强度B 0 2T 以虚线 MN为左边界 MN的左侧有一质量m 0 1kg bc边长L1 0 2m 电阻R 0 2 的矩形线圈 abcd t 0 时 用一恒定拉力F拉线圈 使其由静止开始向右做匀加速运动 经过时间 1 s 线圈的bc边到达磁场边界MN 此时有一装置立即将拉力F改为变力 又经过 1s 线 圈恰好完全进入磁场 整个运动过程中 线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙 所示 1 求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第 ls 内运动的距离x 8 2 写出第 2s 内变力F随时间t变化的关系式 3 求出线圈ab边的长度L2 1 由图乙可知 线圈刚进入磁场时的感应电流 I1 0 1A 此时线圈已运动的时间为 1s 由 1 1 EBL v 2 分 及 E I R 得 2 分 m s 2 分 1 1 1 0 5 I R v BL 10 如图所示 电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角 导轨间距 所30 l 在平面的正方形区域 abcd 内存在有界匀强磁场 磁感应强度为T 方向垂直斜面向0 2B 9 上 甲 乙金属杆质量均为kg 电阻相同 甲金属杆处在磁场的上边界 乙金属杆0 02m 距甲也为 其中m 同时无初速释放两金属杆 此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨l0 4l 的外力F 保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同 取 m s2 10g 1 乙金属杆刚进入磁场后做匀速运动 分析甲金属杆所在的位置并计算乙的电阻R为多 少 2 以刚释放时 写出从开始到甲金属杆离开磁场 外力F随时间t的变化关系 并0t 说明F的方向 3 若从开始释放到乙金属杆离开磁场 乙金属杆中共产生热量J 试求此过程中 1 30 Q 外力F对甲做的功 由于甲出磁场以后 外力 F 为零 得WF 2 Q1 2 75 0 0266J 10 11 如图 光滑斜面的倾角 30 一个矩形导体线框 abcd 放在斜面内 ab 边水平 长 度l1 1m bc 边的长度l2 0 6 m 线框的质量 m 1kg 总电阻 R 0 1 线框通过细线 与质量为 m 2kg 的重物相连 细线绕过定滑轮 不计定滑轮对细线的摩擦 斜