2012屆高考物理專題卷：專題09（電磁感應(yīng)）

1、絕密啟用前 2012屆高考物理專題九考試范圍：電磁感應(yīng)一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的只有一個選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）11831年法拉第發(fā)現(xiàn)用一塊磁鐵穿過一個閉合線路時，線路內(nèi)就會有電流產(chǎn)生，這個效應(yīng)叫電磁感應(yīng)。法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小 （ ）A跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比B跟穿過這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比C跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比2電阻箱是一種可以調(diào)節(jié)電阻大小并且能夠顯

2、示出電阻阻值的變阻器。制造某種型號的電阻箱時，要用雙線繞法，如右圖所示。當(dāng)電流變化時雙線繞組 （ ）A螺旋管內(nèi)磁場發(fā)生變化B穿過螺旋管的磁通量不發(fā)生變化C回路中一定有自感電動勢產(chǎn)生D回路中一定沒有自感電動勢產(chǎn)生3如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場B中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟固定的大導(dǎo)體矩形環(huán)M相連接，導(dǎo)軌上放一根金屬導(dǎo)體棒ab并與導(dǎo)軌緊密接觸，磁感應(yīng)線垂直于導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)體棒勻速地向右做切割磁感線的運(yùn)動，則在此過程中M所包圍的固定閉合小矩形導(dǎo)體環(huán)N中電流表內(nèi) （ ）A 有自下而上的恒定電流B產(chǎn)生自上而下的恒定電流C電流方向周期性變化D沒有感應(yīng)電流4如下圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的寬為l，方向垂直紙

3、面向里，梯形線圈abcd位于紙面內(nèi)，ad與bc間的距離也為l。t=0時刻，bc邊與磁場邊界重合。當(dāng)線圈沿垂直于磁場邊界的方向勻速穿過磁場時，線圈中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是（取順時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向） （ ）5如右圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，虛線間的距離為l，金屬圓環(huán)的直徑也是l。圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場，以垂直于磁場邊界的恒定速度v穿過磁場區(qū)域。則下列說法正確的是 （ ）A感應(yīng)電流的大小先增大后減小B感應(yīng)電流的方向先逆時針后順時針- 1 - / 6C金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右D進(jìn)入磁場時感應(yīng)電動勢平均值6如右圖所示電路中，均勻變化的勻強(qiáng)磁場只存

4、在于虛線框內(nèi)，三個電阻阻值之比R1R2R3=123，其他部分電阻不計(jì)。當(dāng)S3斷開，而S1、S2閉合時，回路中感應(yīng)電流為I，當(dāng)S1斷開，而S2、S3閉合時，回路中感應(yīng)電流為5I，當(dāng)S2斷開，而S1、S3閉合時，可判斷 （ ）A閉合回路中感應(yīng)電流為4IB閉合回路中感應(yīng)電流為7IC無法確定上下兩部分磁場的面積比值關(guān)系D上下兩部分磁場的面積之比為3257如右圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成角。兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab，以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若運(yùn)動過程中，金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸

5、良好，且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì)，則（ ）A返回出發(fā)點(diǎn)時棒ab的速度小于v0B上滑到最高點(diǎn)的過程中克服安培力做功等于C上滑到最高點(diǎn)的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于D金屬桿兩次通過斜面上的同一位置時電阻R的熱功率相同8如右圖所示，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之接觸良好，棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控的負(fù)載電阻（圖中未畫出），導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直與導(dǎo)軌所在平面，開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v0，在棒的運(yùn)動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻使棒中的電流強(qiáng)度I保持不變，導(dǎo)體棒一直在磁

6、場中運(yùn)動，若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下述判斷和計(jì)算結(jié)果正確的是 （ ）A導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動B在此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值為C在此過程中負(fù)載電阻上消耗的平均功率為D因?yàn)樨?fù)載電阻的值不能確定，所以上述結(jié)論都不對9一導(dǎo)線彎成如右圖所示的閉合線圈，以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直平面向外。線圈總電阻為R，從線圈進(jìn)入磁場開始到完全進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是 （ ）A感應(yīng)電流一直沿順時針方向B線圈受到的安培力先增大，后減小C感應(yīng)電動勢的最大值E=BrvD穿過線圈某個橫截面的電荷量為10一個閉合回路由兩部分組成，如右圖所示，右側(cè)是電阻為r的圓形導(dǎo)線；置于豎直方向均勻變化的磁場B

7、1中，左側(cè)是光滑的傾角為的平行導(dǎo)軌，寬度為d，其電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，且只分布在左側(cè)，一個質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒此時恰好能靜止在導(dǎo)軌上，分析下述判斷不正確的是 （ ）A圓形線圈中的磁場，可以方向向上均勻增強(qiáng)，也可以方向向下均勻減弱B導(dǎo)體棒a、b受到的安培力大小為mgsinC回路中的感應(yīng)電流為D圓形導(dǎo)線中的電熱功率為二、非選擇題（本題共6小題，共60分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）11（6分）如下圖所示，邊長為l的正方形金屬框abcd套在U型金屬框架MNPQ內(nèi)，兩者

8、都放在光滑的水平地板上，U型框架與方形金屬框之間接觸良好且無摩擦。方形金屬框ac、bd邊電阻為R，其余兩邊電阻不計(jì)；U型框架NQ邊的電阻為R，其余兩邊電阻不計(jì)。虛線右側(cè)空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感強(qiáng)度大小為B。如果將方形金屬框固定不動，用力拉動U型框使它以速度v0垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動，求：（1）拉力為多大？（2）bd兩端的電勢差為多大？12（6分）如下圖所示，某矩形線圈長為L、寬為d、匝數(shù)為n、總質(zhì)量為M，其電阻為R，線圈所在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，最初時刻線圈的上邊緣與有界磁場上邊緣重合，若將線圈從磁場中以速度v勻速向上拉出，則：（1）流過線圈中每匝導(dǎo)線橫截面的電

9、荷量是多少？（2）外力至少對線圈做多少功？13 （10分）如下圖所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌，O是它們的交點(diǎn)且接觸良好。兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中（圖中經(jīng)過O點(diǎn)的虛線即為磁場的左邊界）。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并在絕緣彈簧S的作用下從距離O點(diǎn)L0處沿導(dǎo)軌以速度v0向左勻速運(yùn)動。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖。當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動到O點(diǎn)時，彈簧恰好處于原長，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r。求：（1）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過O點(diǎn)前，通過它的電流大??；（2）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過O點(diǎn)前，通過它的電量；（3）從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過O點(diǎn)開始直到

10、它靜止的過程中，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量。14（10分）如下圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點(diǎn)計(jì)時器（圖中未畫出），且能正常工作。在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時間間隔為T，如下圖乙所示，試求：（1

11、）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱。15（14分）如下圖所示，在距離水平地面h=0.8m的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場。正方形線框abcd的邊長l=0.2m，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.08。某時刻對線框施加豎直向上的恒力F=1N，且ab邊進(jìn)入磁場時線框以v0=2m/s的速度恰好做勻速運(yùn)動。當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場后，立即撤去外力F，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面。整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g取10m/s2。求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）線框從開始進(jìn)入磁場運(yùn)動到最高點(diǎn)所用的時間；（3）線框落地時的速度的大小。16（14分）如下圖（a）所示，間距為l、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為的斜面上。在區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在區(qū)域內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如下圖（b）所示。t=0時刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放。在ab棒運(yùn)動到區(qū)域的下邊界EF處之前，cd棒始終靜止不動，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良