2014年高考物理真題解析分類匯編：L單元 電磁感應(yīng) 含解析

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)l單元電磁感應(yīng)l1電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律8 （16分）2014重慶卷 某電子天平原理如題8圖所示,e形磁鐵的兩側(cè)為n極，中心為s極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b，磁極寬度均為l，忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體,線圈兩端c、d與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸）,隨后外電路對(duì)線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流i可確定重物的質(zhì)量,已知線圈匝數(shù)為n,線圈電阻為r，重力加速度為g.問(wèn)題8圖(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流是從c端還是從d端流出

2、？（2）供電電流i是從c端還是d端流入?求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系(3)若線圈消耗的最大功率為p，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？8答案 （1）從c端流出（2）從d端流入（3）本題借助安培力來(lái)考查力的平衡,同時(shí)借助力的平衡來(lái)考查受力平衡的臨界狀態(tài)解析 （1)感應(yīng)電流從c端流出(2)設(shè)線圈受到的安培力為fa，外加電流從d端流入由famg和fa2nbil得mi（3)設(shè)稱量最大質(zhì)量為 m0。由mi和pi2r得m06 2014四川卷 如圖所示，不計(jì)電阻的光滑u形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板h、p固定在框上，h、p的間距很小質(zhì)量為0。2 kg的細(xì)金屬桿cd恰好無(wú)擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好

3、并圍成邊長(zhǎng)為1 m的正方形，其有效電阻為0。1 。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是b（0.40。2t) t，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较蚩颉醢搴蜅U不計(jì)形變則()at1 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從c到dbt3 s時(shí),金屬桿中感應(yīng)電流方向從d到cct1 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板p的壓力大小為0.1 ndt3 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板h的壓力大小為0。2 n6ac解析 由于b（0。40.2 t) t，在t1 s時(shí)穿過(guò)平面的磁通量向下并減少，則根據(jù)楞次定律可以判斷，金屬桿中感應(yīng)電流方向從c到d，a正確在t3 s時(shí)穿過(guò)平面的磁通量向上并增加，則根據(jù)楞次定律可以判斷

4、,金屬桿中感應(yīng)電流方向仍然是從c到d，b錯(cuò)誤由法拉第電磁感應(yīng)定律得essin 300。1 v，由閉合電路的歐姆定律得電路電流i1 a，在t1 s時(shí)，b0。2 t，方向斜向下，電流方向從c到d，金屬桿對(duì)擋板p的壓力水平向右，大小為fpbilsin 300。1 n，c正確同理,在t3 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板h的壓力水平向左,大小為fhbilsin 300.1 n,d錯(cuò)誤15 2014廣東卷 如圖8所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管p和塑料管q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（）a在p和q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)b在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒c在p中的下落時(shí)間比在q中的長(zhǎng)

5、d落至底部時(shí)在p中的速度比在q中的大15c解析 磁塊在銅管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律，磁塊會(huì)受到向上的磁場(chǎng)力,因此磁塊下落的加速度小于重力加速度，且機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；磁塊在塑料管中運(yùn)動(dòng)時(shí),只受重力的作用,做自由落體運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒，磁塊落至底部時(shí)，根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能關(guān)系，磁塊在p中的下落時(shí)間比在q中的長(zhǎng)，落至底部時(shí)在p中的速度比在q中的小，選項(xiàng)c正確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤20 2014全國(guó)卷 很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長(zhǎng)的豎直圓筒一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置,其下端與圓筒上端開口平齊讓條形磁鐵從靜止開始下落條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率()a均勻增大b先

6、增大，后減小c逐漸增大,趨于不變d先增大,再減小,最后不變20c解析 本題考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律豎直圓筒相當(dāng)于閉合電路，磁鐵穿過(guò)閉合電路，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律,磁鐵受到向上的阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng)的安培力,開始時(shí)磁鐵的速度小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也小，安培力也小,磁鐵加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的時(shí)候,磁鐵勻速運(yùn)動(dòng)所以c正確l2法拉第電磁感應(yīng)定律、自感l(wèi)3電磁感應(yīng)與電路的綜合16 2014山東卷 如圖所示,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定,導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好，在向右勻速通過(guò)m、n

7、兩區(qū)的過(guò)程中,導(dǎo)體棒所受安培力分別用fm、fn表示不計(jì)軌道電阻以下敘述正確的是(）afm向右 bfn向左cfm逐漸增大 dfn逐漸減小16bcd解析 根據(jù)安培定則可判斷出，通電導(dǎo)線在m區(qū)產(chǎn)生豎直向上的磁場(chǎng),在n區(qū)產(chǎn)生豎直向下的磁場(chǎng)當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過(guò)m區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力向左當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過(guò)n區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力也向左選項(xiàng)b正確設(shè)導(dǎo)體棒的電阻為r，軌道的寬度為l,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流為i，則導(dǎo)體棒受到的安培力f安bilbl，在導(dǎo)體棒從左到右勻速通過(guò)m區(qū)時(shí)，磁場(chǎng)由弱到強(qiáng)，所以fm逐漸增大；在導(dǎo)體棒從左到右勻速通過(guò)n區(qū)時(shí)，磁場(chǎng)由強(qiáng)到弱，所以fn逐漸減小選項(xiàng)c、d正確

8、l4電磁感應(yīng)與力和能量的綜合l5電磁感應(yīng)綜合24 2014浙江卷 某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示一個(gè)半徑為r0。1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為r的金屬棒oa，a端與導(dǎo)軌接觸良好，o端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線,下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 ta點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與o端相連測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差u可算得鋁塊速度鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時(shí)，測(cè)得u0。15 v(細(xì)線與圓盤間沒(méi)有滑動(dòng),金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)

9、線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2）第24題圖（1)測(cè)u時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”?（2)求此時(shí)鋁塊的速度大??；（3)求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)械能的損失24答案 （1)正極（2）2 m/s(3）0。5 j解析 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則等知識(shí)和分析綜合及建模能力(1）正極(2)由電磁感應(yīng)定律得uebr2ubr2vrr所以v2 m/s（3）emghmv2e0.5 j25 2014新課標(biāo)卷 半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒ab置于圓導(dǎo)軌上面，ba的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心o，裝置的俯視圖如圖所示整個(gè)

10、裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，方向豎直向下在內(nèi)圓導(dǎo)軌的c點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的d點(diǎn)之間接有一阻值為r的電阻(圖中未畫出)直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞o逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略重力加速度大小g。求(1）通過(guò)電阻r的感應(yīng)電流的方向和大小：（2）外力的功率25. 答案 （1)從c端流向d端(2）mgr解析 （1）在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過(guò)的面積為st（2r)2r2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從b端流向a端因此，通過(guò)電阻r的感應(yīng)電流的方向是從c端流向d端由歐

11、姆定律可知，通過(guò)電阻r的感應(yīng)電流的大小i滿足i聯(lián)立式得i.(2）在豎直方向有mg2n0式中，由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為n，兩導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為fn在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓軌上掃過(guò)的弧長(zhǎng)為l1rt和l22rt克服摩擦力做的總功為wff(l1l2)在t時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻r上的功為wri2rt根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，外力在t時(shí)間內(nèi)做的功為wwfwr外力的功率為p由至12式得pmgr33 答案 （1)bce(2）（）320 k(）p0解析 (1)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)是花粉顆粒的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng),反映了水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；空中的小雨滴表

12、面有張力,使小雨滴呈球形，b項(xiàng)正確；液晶具有各向異性，利用這個(gè)特性可以制成彩色顯示器，c項(xiàng)正確；高原地區(qū)的氣壓低，因此水的沸點(diǎn)低，d項(xiàng)錯(cuò)誤；干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，主要是由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱，從而溫度降低的緣故，e正確（2）(i）活塞b升至頂部的過(guò)程中，活塞a不動(dòng)，活塞a、b下方的氮?dú)饨?jīng)歷等壓過(guò)程，設(shè)氣缸容積為v0，氮?dú)獬鯌B(tài)體積為v1，溫度為t1，末態(tài)體積為v2，溫度t2，按題意,氣缸b的容積為v1v0v0v2v0v0v0由式和題給數(shù)據(jù)得t2320 k(ii)活塞b升至頂部后,由于繼續(xù)緩慢加熱,活塞a開始向上移動(dòng)，直到活塞上升的距離是氣缸高度的時(shí)，活塞a上方的氧

13、氣經(jīng)歷等溫過(guò)程，設(shè)氧氣初態(tài)體積為v1，壓強(qiáng)為p1，末態(tài)體積 v2,壓強(qiáng)p2 ,由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有v1v0，p1p0，v2v0p1v1p2v2得p2p0。24 （20分)導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)如圖所示,固定于水平面的u形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬直導(dǎo)線mn在與其垂直的水平恒力f作用下，在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v與恒力f方向相同；導(dǎo)線mn始終與導(dǎo)線框形成閉合電路已知導(dǎo)線mn電阻為r，其長(zhǎng)度l恰好等于平行軌道間距，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻(1) 通過(guò)公式推導(dǎo)驗(yàn)證:在t時(shí)間內(nèi)，f對(duì)導(dǎo)線mn所做的功w等于電路獲得的電能w電，也等于導(dǎo)線mn中產(chǎn)生的熱量q； (2)若導(dǎo)線mn的質(zhì)量m8.0 g、長(zhǎng)度l0。10 m，感應(yīng)電流i1.0 a,假設(shè)一個(gè)原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子，計(jì)算導(dǎo)線mn中電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)