2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题10 电磁感应

1、2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题10 电磁感应2(2013北京朝阳区期末)如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域，B3llA若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动B若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动C若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动D若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动答案：D3（2013山东青岛二中测试）多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”。磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线

2、分布。如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路。设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（ ）A回路中无感应电流B回路中形成持续的abcda流向的感应电流C回路中形成持续的adcba流向的感应电流D回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流【答案】C4（2013山东青岛二中测试）如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系图象可能正确的

3、是 （ ） 【答案】ACD【解析】若ab杆速度为v时，S闭合，则ab杆中产生的感应电动势E=BLv，ab杆受到的安培力，如果安培力等于ab杆的重力，则ab杆匀速运动，A项正确；如果安培力小于ab杆的重力，则ab杆先加速最后匀速，C项正确；如果安培力大于ab杆的重力，则ab杆先减速最后匀速，D项正确；ab杆不可能匀加速运动，B项错。5（2013唐山一中检测）粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那

4、条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是Aab两点间的电势差图中最大 Bab两点间的电势差图中最大C回路电流图中最大 D回路电流图中最小6（2013山东济南外国语学校测试）如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，则（ ）A B C D【答案】C【解析】设正方形边长为L，导线框的电阻为R，则导体切割磁感线的边长为L，运动距离为L，可知W与t成反比，选C。7（2013山东青岛二中测试）在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁

5、场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场区时，恰好以速度 v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量为Ek，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的有 A在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2v1B从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒C从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程，有（W1Ek）机械能转化为电能

6、D从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为Ek= W1W2【答案】CD【解析】当线框的ab边进入GH后匀速运动到进入JP为止，ab进入JP后回路感应电动势增大，感应电流增大，因此所受安培力增大，安培力阻碍线框下滑，因此ab进入JP后开始做减速运动，使感应电动势和感应电流均减小，安培力又减小，当安培力减小到与重力沿斜面向下的分力mgsin相等时，以速度v2做匀速运动，因此v2<v1，A错；由于有安培力做功，机械能不守恒，B错；线框克服安培力做功，将机械能转化为电能，克服安培力做了多少功，就有多少机械能转化为电能，由动能定理得W1W2=Ek，W2=W1Ek，故CD

7、正确。 ALSB8. （2013江苏阜宁中学月考）如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是（ ）A开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 B开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 C开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯9（2013北京丰台期末）如图是一种焊接方法的原理示意图。将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电流在焊缝处产生大量的热量将

8、焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起。我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的。下列说法中正确的是（ ）A. 线圈中的电流是很强的恒定电流B. 线圈中的电流是交变电流，且频率很高C. 待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D. 焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反答案：B解析：线圈中的电流是交变电流，且频率很高，选项B正确A错误；待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻大，选项C错误；根据楞次定律，当线圈中的电流增大时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相反；当线圈中的电流减小时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相同，选项D错误。10（2013山东青岛

9、二中测试）如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0 T，质量为m=0.04 kg、高h=0.05 m、总电阻R=5 、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1=10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度v随车的位移x变化的vx图象如图乙所示，则根据以上信息可知 （ ）A小车的水平长度l=15 cm B磁场的宽度d=35cmC小车的位移x=10 cm时线圈中的电流I=7 AD线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J【答案】C【解析】本题考查电磁感应综

10、合，意在考查学生分析综合能力。从x=5 cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下小车做减速运动，速度v随位移x减小，当x=15 cm时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动小车的水平长度l=10 cm.，A项错；当x=30 cm时，线圈开始离开磁场，则d=30cm5cm=25cm.，B项错；当x=10 cm时，由图象知，线圈速度v2=7 m/s，感应电流I=7A，C项正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为v3=2 m/s.，线圈上产生的电热为Q= （Mm）（）=5.76J，D项错。11（2013山东济南外国语学校测试）如图甲所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面

11、向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上。若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图像是下图所示的12（8分）(2013北京朝阳区期末)如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向

12、以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求：cd（1）5s末的感应电动势大小；（2）5s末通过R电流的大小和方向；（3）5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。12（8分）解：（1）由于导体棒ab做匀加速直线运动，设它在第5s末速度为v，所以根据法拉第电磁感应定律： （2分）13. (10分) （2013山东兖州质检）如图所示,金属杆,在竖直平面内贴着光滑平行金属导轨下滑,导轨的间距,导轨上端接有的电阻,导轨与金属杆的电阻不计,整个装置处于的水平匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.当金属杆下滑时,每秒钟有的重力势能减少,求杆下滑的速度的大小(不计空气阻力).【解析】当杆匀速

13、下滑时,重力的功率等于电路的电功率,设重力的功率为,则有: (1)4分由法拉第电磁感应定律得: (2) 2分联立(1)(2)解得: 代入数据得: 即棒下滑的速度大小为 4分14（2013北京丰台期末）abErB甲abB乙R2两足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为在导轨所在平面内，分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R1完成下列问题：(1) 如图甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源。撤去外力后导体

14、棒仍能静止求直流电源电动势；(2) 如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度；(3) 求(2)问中导体棒所能达到的最大速度。 (2)当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv，此时电路中电流 （1分）导体棒ab受到安培力F=BIL= （1分） 根据牛顿运动定律，有 ma=mgsinq F = mgsinq （1分） a=gsingq （1分） （3）当=mgsinq 时，ab杆达到最大速度vm （2分）15（12分）（2013北京西城区期末）如图1所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L

15、，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m。导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B。金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g。现在闭合开关S，将金属棒由静止释放。（1）判断金属棒ab中电流的方向；（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q；2.060300R2/SR2R1PMNQaB图2图1bvm/(m·s-1)（3）当B=0.40T，L=0.50m，37

16、6;时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系，如图2所示。取g = 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°= 0.80。求阻值R1和金属棒的质量m。解：（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a 【2分】由以上三式得： 【1分】由图像可知：斜率，纵截距v0=30m/s，所以得到：= v0 【1分】k 【1分】解得：R1=2.0 【1分】m=0.1kg 【1分】16（2013山东青岛二中测试）如图所示，两金属杆ab和cd长均为L，电阻均为R，质量分别为M和m用两根质量、电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、

17、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处于水平位置，整个装置处于与回路平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中，若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度。【答案】17（2013山东青岛二中测试）两根金属导轨平行放置在倾角为=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R=10，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑（金属棒a b与导轨间的摩擦不计）。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大值。求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生

18、的热量。【答案】5m/s，1.75J【解析】当金属棒速度恰好达到最大速度时，金属棒受力平衡，有：mgsin=F安 解得金属棒所受安培力 F安=0.5N据法拉第电磁感应定律，感应电动势 E=BLv 据闭合电路欧姆定律，感应电流 I= 又F安=BIL 解得最大速度v =5m/s 下滑过程中，由能量守恒定律得：mghQ = mv2 解得电阻中产生的热量Q= 1.75JAV× × × × × × × × × × × × × × × × 

19、5; × × × × ×MN18（2013山东青岛二中测试）如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长为1m、质量为0.1kg的导体棒MN，其电阻R为1，导体棒架在处于磁感应强度B=1T，竖直放置的框架上，当导体棒上升h=3.8m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表计数分别为7V、1A，电动机的内阻r=1，不计框架电阻及一切摩擦；若电动机的输出功率不变，g取10m/s2，求：（1）导体棒能达到的稳定速度为多少？（2）导体棒从静止达到稳定所需的时间为多少？19（2013山东青岛二中测试）如图甲所示，两定滑轮可以绕垂直

20、于纸面的光滑水平轴、O转动，滑轮上绕一细线，线的一端系一质量为M的重物，另一端系一质量为m的金属杆在竖直平面内有两根间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、MN，在Q、N之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直开始时金属杆置于导轨下端，将重物由静止释放，重物最终能匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨接触良好（1）求重物匀速下降的速度大小（2）对一定的磁感应强度B，取不同的质量M，测出相应的重物做匀速运动时的v值，得到实验图线如图乙所示，图中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线。试根据实验结果计算比值20(15分) （2013江苏阜宁中学月考）如图所示，有一个倾角为的足够长的斜面，沿着斜面有一上下宽度为2b的匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直斜面向外，磁场的边界与底边平行。现有一质量为m的“日”字形导线框在斜面上静止开始释放，其中三条平行边和斜面底边及磁场的边界平行（电阻均为R），其余两条平行长边不计电阻，整个框和斜面的动摩檫因素为µ（µ <tan），框上两个小正方形的每条边长均为b，当它刚滑进磁场时恰好做匀速直线运动。问：B（1）导线框从静止开始到进入磁场时所滑过的距离s；（2）通过计算说明导线框能否匀速通过整个磁场；（3）导线框从静止开始到全部离开磁场所产