2011江苏各地高考模拟试题-电磁感应

高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！baFdcfeR2011江苏各地高考模拟试题汇编—电磁感应1（2011苏北四市二模）．如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是答案：C2（2011苏北四市二模）．（16分）如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为2g的匀加速运动，上升了h高度，这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求：⑴导体杆上升到h过程中通过杆的电量；⑵导体杆上升到h时所受拉力F的大小；⑶导体杆上升到h过程中拉力做的功。2答案．（16分）（1）感应电量tIq（1分）根据闭合电路的欧姆定律REI2（1分）根据电磁感应定律，得tE（2分）RBlhRq22（2分）（2）设ef上升到h时，速度为v1、拉力为F，根据运动学公式，得ghv1（1分）根据牛顿第二定律，得I1tI1Ot1tI2Ot1tOt1tI2Ot1ABCDLD1D2SED3高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！malBImgF1（2分）根据闭合电路的欧姆定律，得RBlvI211（1分）综上三式，得RghlBmgF22322（2分）（3）由功能关系，得02221mvQmghWF（2分）QmghWF223（2分）3（2011南京一模）．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界00’为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合线框abcd，线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动，若以逆时针方向为电流的正方向，则从线框开始运动到曲边刚进入到PQ右侧磁场的过程中，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是ABCD答案：B4(2011南通三模)．如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移B高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！D．匀强磁场均匀增加答案BD5(2011南通三模)．（14分）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：（1）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．5答案．（14分）（1）金属棒开始运动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律有sinmgma①（2分）解得sinag（2分）（2）设匀强磁场的磁感应强度大小为B，则金属棒达到最大速度时产生的电动势cosmEBLv②（1分）回路中产生的感应电流EIRr③（1分）金属棒棒所受安培力FBIL④（1分）cd棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则cossinFmg⑤（1分）由②③④⑤式解得12()3mmgRrBLv（1分）（3）设电阻R上产生的电热为Q，整个电路产生的电热为Q总，则21sin2mmgsmvQ总⑥（3分）RQQRr总⑦（1分）由⑥⑦式解得2()2()mmRgsvQRr（1分）6（2011苏、锡、常二模）．（16分）如图所示，在水平面上固定一光滑金属导轨HGDEF，EF∥GH，DE=EF=DG=GH=EG=L．一MPQcNαdαR高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！质量为m足够长导体棒AC垂直EF方向放置于在金属导轨上，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r．整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．现对导体棒AC施加一水平向右的外力，使导体棒从D位置开始以速度v0沿EF方向做匀速直线运动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．（1）求导体棒运动到FH位置，即将离开导轨时，FH两端的电势差．（2）关于导体棒运动过程中回路产生感应电流，小明和小华两位同学进行了讨论．小明认为导体棒在整个运动过程中是匀速的，所以回路中电流的值是恒定不变的；小华则认为前一过程导体棒有效切割长度在增大，所以电流是增大的，后一过程导体棒有效切割长度不变，电流才是恒定不变的．你认为这两位同学的观点正确吗?请通过推算证明你的观点．（3）求导体棒从D位置运动到EG位置的过程中，导体棒上产生的焦耳热．答案：7（2011苏北四市一模）．如图，L是直流电阻为零、自感系数很大的线圈，A和B是两个相同的小灯泡，某时刻闭合开关S，通过A、B两灯泡中的电流IA、IB随时间t变化的图象，正确的是ABCDtIAOtIAOtIBOtIBOLBAS高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！答案：A8（2011苏北四市一模）．（16分）如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上，框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，框架的宽度l=0.4m、质量m1=0.2kg。质量m2=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。对棒施加图示的水平恒力F，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运动速度达到某值时，框架开始运动。棒与框架接触良好，设框架与水平面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2。求：⑴框架刚开始运动时棒的速度v；⑵欲使框架运动，所施加水平恒力F的最小值；⑶若施加于棒的水平恒力F为3N，棒从静止开始运动0.7m时框架开始运动，求此过程中回路中产生的热量Q。14答案.（16分）(1)框架开始运动时，MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力，故有F安=μ(m1+m2)g（2分）F安=BIL（1分）E=Blv（1分）RBlvI（1分）解得v=6m/s（1分）（2）框架开始运动时，MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力，设此时加在ab上的恒力为F，应有F≥F安，当F=F安时，F最小（2分），设为Fmin故有Fmin=μ(m1+m2)g=0.6N（3分）（3）根据能量转化和守恒定律，F做功消耗外界能量，转化为导体棒ab的动能和回路中产生的热量，有QvmFx2221,（3分）框架开始运动时，ab的速度v=6m/s解得Q=0.3J（2分）9（2011苏北四市三模）．闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定垂直纸面向里为磁场的正方FBMM′NN′abB/T1234B0-B0t/sabdc高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！向，abcda的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列正确的是答案：D10（2011苏北四市三模）．（15分）如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：⑴导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；⑵开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；⑶导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。13．（15分）解：⑴导体棒开始运动时,回路中产生的感应电动势E＝Blv（1分）感应电流EI=lrrBv（1分）安培力F安＝BIl（1分）由平衡条件得：F＝F安（1分）联立上式得：22BlvFrN（1分）⑵由⑴问知，感应电流EI=lrrBv与导体棒切割的有效长度l无关（1分）感应电流大小2rBvIA（1分）故0.2s内通过导体棒的电荷量q＝It＝0.4C（2分）⑶解法(一)设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x,则t时刻导体棒切割的有效长度lx=l-2x（1分）由⑴问知，导体棒在导轨上运动时所受的安培力xxlrvBBIlFx22)2(2安（2分）因安培力的大小安F与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值NF202安N1（1分）t/st/sF/NF0-F01234CO1F/NF0-F0234DO-I0t/si/AI01234AOt/si/AI0-I01234BOMNOvB高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！F安/Nx/m2O1产生的焦耳热QJlF12安（2分）解法(二)设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x,则t时刻导体棒切割的有效长度lx=l-2x（1分）由⑴问知，导体棒在导轨上运动时所受的安培力xxlrvBBIlFx22)2(2安（2分）作出安培力大小随位移x变化的图象，图象与坐标轴围成面积表示导体棒克服安培力作功，也为产生的焦耳热Q（2分）所以，产生的焦耳热Q=1J（1分）11（2011苏锡常镇一模）．图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关和电池E构成闭合回路．开关S1和S2开始都处在断开状态．设在t=0时刻，接通开关Sl，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是答案：A12（2011苏锡常镇一模）．用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r，的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率tB=k(k0).则(A）圆环中产生逆时针方向的感应电流(B）圆环具有扩张的趋势(C）圆环中感应电流的大小为2krs(D）图中a、b两点间的电势差Uab=241rk答案：BD13（2011无锡期末）．（16分）如甲图所示，相距为L的足够长光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为α，导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab．若ab杆在平行于斜面的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动，经过位移L时速度为v1，经过位移3L时速度为v2，其v-x关系图像如乙图所示，则（1）在ab杆经过位移为3L的过程中电阻R上产生的电热Q是多少？S1高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！（2）ab杆在离开磁场前瞬间的加速度是多少？解析：14（2011南京三模）、如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁沿线圈的轴线向下插入线圈时，下列说法中正确的是（）A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引答案：A14（201