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1、2013高考物理分類解析
2013高考物理分類解析
專題十二、電磁感應(yīng)
1. (2013全國(guó)新課標(biāo)理綜II第16題) 如圖,在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框;在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行,磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合,隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場(chǎng)區(qū)域。下列v--t圖象中,可能正確描述上述過程的是
16.答案D
【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)、安培力、速度圖像及其相關(guān)知識(shí),意在考查考生分析解決問題的能力和應(yīng)用圖象描述物理過程的能力。
【解題思路】由于導(dǎo)線框
2、閉合,導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線框右側(cè)邊開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,右側(cè)邊受到安培力作用,做減速運(yùn)動(dòng);導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中,導(dǎo)線框中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)線框不受安培力作用,做勻速運(yùn)動(dòng);導(dǎo)線框右側(cè)邊開始出磁場(chǎng)時(shí),左側(cè)邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,左側(cè)邊受到安培力作用,導(dǎo)線框做減速運(yùn)動(dòng);所以可能正確描述運(yùn)動(dòng)過程的速度圖象是D。
【誤區(qū)警示】解答此題的誤區(qū)有三,一是認(rèn)為導(dǎo)線框可能不閉合,錯(cuò)誤選A;二是沒有考慮到題給條件d>L,誤選C;三是沒有考慮到安培力是變力,誤選B。
2. (2013全國(guó)新課標(biāo)理綜1第17題)如圖.在水平面(紙面)內(nèi)有三報(bào)相
3、同的均勻金屬棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a點(diǎn)接觸,構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí),運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線.可能正確的是
【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)、閉合電路歐姆定律等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)定量分析物理問題,解決問題的能力。
答案:A
解析:設(shè)“V”字型導(dǎo)軌夾角為2θ,均勻金屬棒單位長(zhǎng)度電阻為r,MN向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng),則t時(shí)刻切割磁感線的金屬棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2vttanθ,金屬棒t時(shí)刻切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=2B
4、v2ttanθ,回路電阻R=(2vt/cosθ+2vttanθ)r,回路中電流i=E/R= Bvtanθ/(1/cosθ+tanθ)r,與時(shí)間t無關(guān),所以回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線.可能正確的是A。
3.(2013高考浙江理綜第15題)磁卡的詞條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū),刷卡器中有檢測(cè)線圈,當(dāng)以速度v0刷卡時(shí),在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其E-t關(guān)系如右圖所示。如果只將刷卡速度改為v0/2,線圈中的E-t關(guān)系可能是
答案:D
解析:如果只將刷卡速度改為v0/2,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小為原來的1/2,刷卡時(shí)間增大為原來的2倍,線圈中的E-t關(guān)系可能是D。
5、4.(2013高考上海物理第11題)如圖,通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí),線圈所受安培力的合力方向
(A)向左 (B)向右
(C)垂直紙面向外 (D)垂直紙面向里
答案:B
解析:當(dāng)MN中電流突然減小時(shí),單匝矩形線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,單匝矩形線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向順時(shí)針方向,由左手定則可知,線圈所受安培力的合力方向向右,選項(xiàng)B正確。
5.(2013高考安徽理綜第16題)如圖所示,足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角為37°,寬度為0.5m,電阻忽略不計(jì),其上端接一小燈泡,電阻為1Ω
6、。一導(dǎo)體棒MV垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為0.2kg,接入電路的電阻為1Ω,兩端與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。將導(dǎo)體棒MV由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小燈泡穩(wěn)定發(fā)光,此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)
A.2.5m/s,1W B.5m/s,1W
C.7.5m/s,9W D.15m/s,9W
【答案】 B
【 解析】導(dǎo)體棒勻速下滑,由平衡條件,mgsinθ=F+μmgcosθ。又F=BIL I=E/(
7、R+r),E=BLv,聯(lián)立解得:v=5m/s;電路的總功率P=Fv,小燈泡的功率PL=PR/(R+r),聯(lián)立解得:PL=1W。選項(xiàng)B正確。
6.(2013高考四川理綜第7題)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)體框內(nèi)有半徑為r的圓形區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt(常量k>0)。回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0,滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=R0。閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為U,不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。則
A.R2兩端的電壓為
B.電容器的a極板帶正電
C.滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍
D.正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
8、kL2
6.AC解析:滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央,回路總電阻R=R0+R0+R0=R0.設(shè)R2兩端的電壓為U’,由=,解得U’=U,選項(xiàng)A正確。由楞次定律可知,正方形導(dǎo)體框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,電容器的a極板帶負(fù)電,選項(xiàng)B錯(cuò)誤?;瑒?dòng)變阻器R的熱功率為(U)2÷(R0)+×(R0)=, 電阻R2的熱功率為(U)2÷(R0) =,由÷=5可知,滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍,選項(xiàng)C正確。由法拉第電磁感應(yīng)定律,正方形導(dǎo)體框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=kπr2。選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
7. .(2013高考北京理綜第17題)如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿MN
9、在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng), MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為El;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比El∶ E2分別為
A. c→a,2∶1
B. a→c,2∶1
C. a→c,1∶2
D. c→a,1∶2
答案:C
解析:由右手定則可判斷出MN中電流方向?yàn)閺腘到M,通過電阻R的電流方向?yàn)閍→c。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律。E=BLv,若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉淼?倍,El∶ E2=1∶2,選項(xiàng)C正確。
8. (2013高考山東理綜第14題)將一段導(dǎo)線繞成圖甲所
10、示的閉合電路,并固定在水平面(紙面)內(nèi),回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中?;芈返膱A形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ,以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是
答案:B
解析:在0到T/4時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定,由楞次定律可判斷出為順時(shí)針方向。由左手定則可判斷出ab邊受到的安培力方向?yàn)樗较蜃蟆M砜膳袛喑銎渌鼤r(shí)間段的安培力方向,能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是B。
O
A
ω
9.(2013全國(guó)高考大綱版理綜第17
11、題)紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于O點(diǎn),兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反,且不隨時(shí)間變化。一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿OA繞過O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn),角速度為ω,t=0時(shí),OA恰好位于兩圓的公切線上,如圖所示。若選取從O指向A的電動(dòng)勢(shì)為正,下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是( )
t
E
O
A
t
E
O
B
t
E
O
C
t
E
O
D
.答案:C 解析:導(dǎo)體桿OA繞過O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)過180°的過程中,切割磁感線的導(dǎo)體棒長(zhǎng)度先不均勻增大后減小,由右
12、手定則可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)橛蒓指向A為正,所以下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是C。
10 (2013高考福建理綜第18題)如圖,矩形閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方,由不同高度靜止釋放,用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻。線框下落過程形狀不變,ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界OO’平行,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。設(shè)OO’下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,不計(jì)空氣影響,則下列哪一個(gè)圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律
答案:A
解析:矩形閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方,由不同高度靜止釋放,先做自由落體運(yùn)動(dòng)。進(jìn)入磁場(chǎng)后,若所受安培力大于重力,線框做加速度
13、逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能是圖象B。若所受安培力等于重力,線框做勻速運(yùn)動(dòng),反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能是圖象D。若所受安培力小于重力,線框做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),到線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,線框做自由落體運(yùn)動(dòng),反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能是圖象C。不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律是圖象A。
11.(2013高考天津理綜物理第3題)如圖所示,紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd.a(chǎn)b邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng),置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng),兩次速度大小相同,方向均垂直于MN。
14、第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q1,通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1:第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q2,通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2,則
A.Q1>Q2 ,q1=q2
B.Q1>Q2 ,q1>q2
C.Q1=Q2 ,q1=q2
D.Q1=Q2 ,q1>q2
答案:A
解析:根據(jù)功能關(guān)系,線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功.由F=BIL,I=E/R,E=BLv,第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為Q1=W1=F1L2=L2=L1. 第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q2=W2=F2L1=L1=L2.由于L1> L2,所以Q1>Q2。由I=q/△t,E=△Φ/△t,E=IR,聯(lián)立解得:q=△Φ/R。兩次磁通量變化△Φ相同,所以q1=q2,選項(xiàng)A正確。