备战2013高考物理6年高考母题精解精析专题09 电磁感应_部分4.pdf

1、高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 2（全国卷21）如图，一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框在 t=0 时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以 i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正下列表示 it 关系的图示中，可能正确的是 a b 高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 答案：C 解析：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，

2、线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A 项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B 项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D 项错，故正确选项为 C。3.（四川卷17）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 A维持不动 B将向使 减小的方向转动 C将向使 增大的方

3、向转动 D将转动，因不知磁场方向，不能确定 会增大还是会减小 4.（江苏卷8）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有 A.a先变亮，然后逐渐变暗 B.b先变亮，然后逐渐变暗 C.c先变亮，然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗 答案：AD 解析：考查自感现象。电键 K 闭合时，电感 L1 和 L2 的电流均等于三个灯泡的电流，断开电键 K 的瞬间，电感上的电流 i 突然减小，三个灯泡均处于回路中，故 b、c 灯泡由电流 i 逐渐减小，B、C 均错，D 对；原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡 a

4、上，故灯泡 a 先变亮，然后逐渐变暗，A 对。本题涉及到自感现象中的“亮一下”现象，平时要注意透彻理解。EKab c L1L2 高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 5.（重庆卷18）如题 18 图，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN 及在水平方向运动趋势的正确判断是 A.FN 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左 B.FN 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左 C.FN 先大于 mg 后大于 mg,运动趋势向右 D.FN 先大于 mg 后

5、小于 mg,运动趋势向右 6.（宁夏卷16）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻 R 和 r，导体棒PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 A.流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 b 到 a B.流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 b 到 a C.流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 a 到 b D.流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 a 到 b 答案：B 【解析】：本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断 PQ 作为电源，Q 端电

6、势高，在 PQcd 回路中，电流为逆时针方向，即流过 R 的电流为由 c 到 d，在电阻 r 的回路中，电流为顺时针方向，即流过 r 的电流为由 b 到 a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。v abc d P Q rR高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 7.（山东卷22）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L，底端接阻值为 R 的电阻。将质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，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。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放则 A释放瞬

7、间金属棒的加速度等于重力加速度 g B金属棒向下运动时，流过电阻 R 的电流方向为 ab C金属棒的速度为 v 时所受的安培力大小为 F=D电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 答案：AC 【解析】：在释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，A 对。由右手定则可得，电流的方向从 b 到 a，B 错。当速度为v 时，产生的电动势为 EBlv，受到的安培力为 FBIL，计算可得22B L vFR,C 对。在运动的过程中，是弹簧的弹性势能、重力势能和内能的转化，D 错。8.（上海卷10）如图所示，平行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为

8、B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势 与导体棒位置 x 关系的图像是 9.（海南卷1）法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是 高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 A既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的

9、磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流 答案：A 【解析】：对 A 选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁边静止的线圈不会产生感应电流，A 被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，B 符合事实；静止的磁铁周围存在稳定的磁场，旁边运动的导体棒会产生感应电动势，C 符合；运动的导线上的稳恒电流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，D 符合。10.（海南卷10）一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考虑地磁场的影响，则当航天

10、飞机位于赤道上空 A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势 11.（上海卷理科综合6）老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）A.磁铁插向左环，横杆发生转动（二）、计算题

11、12（全国卷24）（19 分）如图，一直导体棒质量为 m、长为 l、电阻为 r，其两端放在位于水平面内间距也为 l 的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度 v0。在棒的运动速度由 v0 减小至 v1 的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度 I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。【解析】：导体棒所受的安培力为：F=BIl （3 分）由题意可知，该力的大小

12、不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从 v0 减小到 v1 的过程中，平均速度为：)vv(v1021 （3 分）当棒的速度为 v 时，感应电动势的大小为：E=Blv （3 分）棒中的平均感应电动势为：vBlE （2 分）高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 综合式可得：1021vvBlE （2 分）导体棒中消耗的热功率为：rIP21 （2 分）负载电阻上消耗的热功率为：12PIEP （2 分）由以上三式可得：rIvvBlP210221 （2 分）13（北京卷22）14.（天津卷25）(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定

13、在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 周期为，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(vV，所以在t时间内MN边扫过

14、磁场的面积：S(v0v)lt 在此 t 时间内，MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化：MNB0l(v0v)t 同理，该 t 时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化 PQB0l(v0v)t 故在 t 内金属框所围面积的磁通量变化 高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 MNPQ 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小 15.（江苏卷15）(16分)如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为，导轨光滑且电阻忽略不计场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2两根质量均为m、有效电阻均

15、为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能Ek；(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b 又恰好进入第2个磁场区域且ab在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q；(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率v。高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 答案：（1）b 穿过地 1 个磁场区域过程中增加的动能sin1mg

16、dEk；（2）sin)(21ddmgQ；（3）mRdlBdlBmgRdv8sin41221222(3)在无磁场区域：根据匀变速直线运动规律 sin12gtvv 且平均速度 tdvv2122 有磁场区域：棒 a 受到的合力 BIlmgFsin 磁场区域 1磁场区域 2磁场区域 3 磁场区域 4 磁场区域 5 B B B B d1 d2d1d2d1d1d2d1B 棒b棒 a高考资源网（），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 16.（上海卷24）（14 分）如图所示，竖直平面内有一半径为 r、内阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在 M、N 处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金

17、属轨道 ME、NF 相接，EF 之间接有电阻 R2，已知 R112R，R24R。在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场 I 和 II，磁感应强度大小均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab，从半圆环的最高点 A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1，下落到 MN处的速度大小为 v2。（1）求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速度大小。（2）若导体棒 ab 进入磁场 II 后棒中电流大小始终不变，求磁场 I 和 II 之间的距离 h 和 R2 上的电功率 P2。（3）若将磁场 II 的 CD 边界略微下移，导体棒 ab 刚进入磁场 II 时速度大小为 v3，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a，求所加外力 F 随时间变化的关系式。