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1、（精选+详解）2013届高三物理名校试题汇编系列（第4期）专题10 电磁感应一、单项选择题1（河北省沧州市五校20122013学年度高三第二次联考理综试题）在电磁学建立和发展的过程中，许多物理学家做出了重要贡献。下列说法符合史实的是A法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念B库仑首先提出电荷周围存在电场的观点C奥斯特首先发现电流的磁效应D洛伦兹提出分子电流假说3（甘肃省甘谷一中2013届高三上学期第一次检测考试理综试题）一条形磁铁用细线悬挂处于静止状态，一铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，如图所示，在下落过程中，下列判断中正确的是 A在下落过程中金属环内产生电流，且电流的方向始终不变 B在
2、下落过程中金属环的加速度始终等于 g C磁铁对细线的拉力始终大于其自身的重力 D金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量4（河南省中原名校2013届高三上学期联考）如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为nl 和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IA：IB为（ ）ABCD4.B 解析：根据题意，联立可得，选项B正确。6.（河南省中原名校2013届高三下学期第一次联考理科综合试卷、江西师大附中、临川一中2013届高三联考、贵州省天柱民中、锦屏中学、黎平一中、黄平民中四校2013届联考理科综合测试题）如图所示，PQ和M
3、N为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m。PM间接有一个电动势为E=6V，内阻r=1的电源和一只滑动变阻器。导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg。棒与导轨的动摩擦因数为=0.5。已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10m/s2。匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是7.（安徽省皖南八校2013届高三上学期第一次联考）如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作
4、用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向。外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中Pt图像为抛物线。则这些量随时间变化的关系正确的是7.C 解析：根据右手定则，线框进入磁场的过程中，感应电流沿顺时针方向，大小，选项A错误；，F=F安+ma=，F-t图象是一条不过原点的倾斜直线，选项B错误；，其图象是抛物线，选项C正确；，其图象是抛物线，选项D错误。8. （河南省新乡许昌平顶山三市2013届高三第一次调研考试理科综合能力测试）矩形导线框固定在匀强磁场中， 如图甲所示。磁感线的方向与导线
5、框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则A.从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB.从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C.从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD.从0到t2时间内，导线框各边受到的安培力越来越大9.（安徽省皖南八校2013届高三第二次联考理科综合试卷）如图所示，一质量为m、长为L的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行，轨道平面与水平面成角，轨道平面处于磁感应强度为B、方向垂直轨道平面向上的磁场中。两导轨上端用一阻值为R的电阻相连，轨道与金属杆ab的电阻均不计，金属杆向
6、上滑行到某一高度后又返回到底端。则金属杆A.在上滑过程中安培力的冲量大小为mv0B在上滑过程中各服安培力做的功大于下滑过程中克服安培力做的功C.在上滑过程中电阻R上产生的焦耳热等于减少的动能D.在上滑过程中通过电阻R的电荷量大于下滑过程中流过电阻R的电荷量9.B 解析：根据动量定理，上滑过程中重力和安培力的合力的冲量大小才是mv0，选项A错误；设上滑的最大高度为h，金属杆下滑到底端时的速度大小为v，根据功能关系，10（浙江省五校联盟2013届高三下学期第一次联考理综试题、河南省中原名校2013届高三上学期联考、江西省红色六校2013届高三下学期第二次联考理综试题）如图所示，将一根绝缘硬金属导线
7、弯曲成个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是L2。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直。t=0 时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F所做功为ABCD10.C 解析：根据功能关系，外力F所做功等于克服安培力所做的功，也等于导线与杆组成的闭合回路中消耗的电能。整个过程，导线运动了3L，第1个L和第3个L
8、，导线切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势为e=，相当于正弦交流电，该过程运动的时间t1=，消耗的电能Q1=；第2个L，导线切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势为e=，相当于正弦交流电，该过程运动的时间t2=，消耗的电能Q2=；所以外力F所做功W=Q1+Q2=，选项C正确。12（河南名校2013届高三联考）图中L是绕在铁心上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同，该电流为正，否则为负。电键K1和K2都处于断开状态。设在t=0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通电键K2，则能正确表示L
9、中的电流I随时间t的变化图线的是：（ ）12.A 解析：接通电键K1后，线圈中会产生自感电动势，以阻碍L中的电流I的增大，所以L中的电流I会逐渐增大；电路稳定后，再突然接通电键K2，线圈与电阻R将会被短路，线圈中电流突然减小，产生自感电动势，以阻碍L中的电流I的减小，所以电流逐渐减小，选项A正确。二、多项选择题13（甘肃省兰州市2013届高三诊断考试理科综合能力测试）下列关于物理学发展史的说法中正确的是A伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的B奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说C楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，
10、提出了电磁感应定律D美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量13.AD 解析：安培提出的分子电流假说，选项B错误；法拉第提出了电磁感应定律，选项C错误。14. （河南省新乡许昌平顶山三市2013届高三第一次调研考试理科综合能力测试）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，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，不计导轨的电阻，重力加速度为g。则A.金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为 abB.金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C.金属棒的最大速度
11、为：D.金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为14.BD 解析：根据右手定则可知，选项A错误；金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为，选项B正确；金属棒的安培力大小等于重力时，金属棒匀速下落，此时速度最大，由可得，最大速度，选项C错误；金属棒的稳定速度为，此时安培力等于重力，BIL=mg，感应电流，电阻R的热功率P=，选项D正确。16.（山东省德州市重点中学2013届高三上学期期末模拟物理试题）如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨
12、放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程（ ） A.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量17（上海市七校2013届高三调研联考）如图所示，P、Q是两根竖直且足够长的金属杆(电阻忽略不计)，处在垂直纸面向里的匀强磁场B中，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，P、Q的输出端a、b和MN的输
13、入端c、d之间用导线相连，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金属圆环。现将金属棒ef由静止释放，在下滑中始终与P、Q杆良好接触且无摩擦，则在金属棒释放后AA环中有大小不变的感应电流 BA环中的感应电流逐渐减小至恒定值CA环对地面的压力先增大后减小至恒定值 DA环对地面的压力先减小后增大至恒定值18（江苏省如东县四校2013届高三联考）如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则SLABA合上S时，A先亮，B后亮B合上S时，A、B同时亮C断开S时，A、B同时熄灭D断开S时，A立即熄灭，B先闪亮、后熄灭18.BD 解析：合上S瞬间，L对电流具有阻碍作用，其对其他元件的影响相当于一个
14、定值电阻，所以A、B同时亮，选项A错误，B正确；合上S且电路稳定时，L相当于电阻为零的导线，灯B被短路，处于熄灭状态，断开S时，B与L组成闭合回路，回路中电流逐渐减小到零，所以B先闪亮、后熄灭，而A应立即熄灭，选项C错误，D正确。三、非选择题19（江苏省如东县四校2013届高三上学期联考）如图所示，电阻可忽略的一定长度的光滑平行金属导轨MM/、NN/固定在水平面上，导轨间距d=0.8m，左端M/N/间接一阻值R=1.5的电阻，磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直导轨平面向下，距NN/端L=1m处有一金属棒ab与导轨垂直且接触良好，其质量m=0.2kg，电阻r=0.5，在F=2N的水平拉力作用下
15、，由静止开始向M/N/端运动，到M/N/的过程中电阻R上产生的焦耳热QR=0.3J,。求MM/NN/RabB（1）当金属棒运动速度为1m/s时，棒上的电流大小和方向。（2）金属棒从开始运动到M/N/的过程中，流过电阻R上的电荷量。（3）金属棒运动的最大速度vm。20.【四川省树德中学2013届高三下学期3月月考理综试题】如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，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R
16、2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R2=2 R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1；（3）当B=0.40T，L=0.50m，=37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。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。20.【解析】（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a。mgbFNFB（2）由能量守恒，金属棒减小的重力势能等于
17、增加的动能和电路中产生的焦耳热，解得：。21（广东省惠州市2013届高三上学期第一次调研考试理科综合试题）如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1 O内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0，现使ab棒南静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计）。（1）求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小。（2）求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热。（3）试分
18、析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况。21解析：（1）设棒ab离开磁场的边界前做匀速运动的速度为v，产生的感应电动势为：E=BLv，电路中的电流，对棒ab，由平衡条件得：mg-BIL=0，解得： 22.（辽宁省五校协作体2012-2013学年度高三上学期初联考物理试题）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1， 导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为R的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为02g、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为025。（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小； （2）当金属棒下滑速度达到稳定
19、时，电阻R消耗的功率为8，求该速度的大小； （3）在上问中，若R2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向 23（天津市滨海新区五所重点学校2013届高三期末联考试题物理试题）如下图（a）所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知ab棒和cd棒的质量均为m、电阻均为R，区域沿斜面的长度为2L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域，重力加速度为g。求：（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；（2）当ab棒在区域内运动时cd棒消耗的电功率和热量；（3）ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的的电量。23.解析：（1）通过cd棒的电流方向： dc；区域I内磁场方向：为垂直于斜面向上。（2）对cd棒，F安=BIL=mgsin，所以通过cd棒的电流大小16