2012年高考物理预测100题(十四)
9页1、高中物理中的电路包括直流电流和交流电路、电磁感应,电路规律主要有欧姆定律和闭合电路欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、电功和电功率、正弦交变电流变化规律和描述、电容器和电感器对电路的影响、变压器和电能输送、安培力和左手定则、判断电流产生磁场的安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。高考对电路的考查每年每份试卷都有34个题,分值占总分的1825%。高考命题重点为电功和电功率、欧姆定律和闭合电路欧姆定律、动态电路、含电容器电路、正弦交变电流图象、变压器、安培力和左手定则、安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。核心考点一、电磁感应中的力学问题【核心考点解读】闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电动势和感应电流,通电导体在磁场中将受到安培力的作用,从而使电磁感应问题与力学问题联系在一起,成为力电综合问题。解答电磁感应中的力电综合问题的思路是:先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的电流,再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向,分析导体棒的受力情况应用牛顿运动定律列出方程求解。【预测题】1如图8所示,相距为d的两条水平虚
2、线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为l(ld),质量为m,电阻为R,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则下列说法正确的是( )A线圈进入磁场的过程中,感应电流为逆时针方向B线圈进入磁场的过程中,可能做加速运动C线圈穿越磁场的过程中,线圈的最小速度可能为D线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程,感应电流做的功为mgd【解析】由右手定则可判断出线圈进入磁场的过程中,感应电流为逆时针方向,选项A正确;由于cd边刚离开磁场时速度也为v0,所以线圈进入磁场的过程,只能是减速运动,选项B错误;当线圈完全进入磁场的减速过程中,可能存在最小速度,由mg=BIl,I=E/R,E=Blv可得可能的最小速度为。cd边离开磁场时线圈做减速运动,与进入过程相同。由能量守恒定律可得,线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程,感应电流做的功为mgd,选项D正确。答案:ACD【名师点评】此题通过正方形线圈在竖直平面内通过匀强磁场,意在综合考查右手定则、电磁感应、变速运动、安培力、法拉第电磁感应定律、闭合电路
3、欧姆定律、能量守恒定律等。【预测题】2如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为m= 0.02kg,电阻均为R=0.1,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.4T,棒ab在平行于导轨向上的力F1作用下,以速度v2m/s沿导轨向上匀速运动,而棒cd在平行于导轨的力F2的作用下保持静止。取g=10m/s2,(1)求出F2的大小和方向(2)棒cd每产生Q=1J的热量,力F1做的功W是多少?(3)若释放棒cd,保持ab棒速度v2m/s不变,棒cd的最终速度是多少?【解析】(1)金属棒ab的电动势: 回路的电流强度: 棒cd受的安培力 ,方向平行于导轨向上。假设F2的方向平行于导轨向上,由平衡条件:,负号表示F2的方向与假设的方向相反,即F2的方向平行于导轨向下。 (2)由可知棒cd产生Q=1J热量的时间: 在时间t内,棒ab的位移 棒ab受的安培力沿导轨向下,大小为:力F1做的功 (3)刚释放cd棒时
4、,cd棒沿导轨向上加速运动,既abcd闭合回路的;电流强度减小,cd棒受的安培力也减小,当时,cd棒的加速度为零, cd棒的速度达到最大并做匀速运动,此时: 由解得:vcd=1.5m/s。 【名师点评】此题综合考查安培力、平衡条件、功、热量等。【预测题】3如图所示,宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内,不计电阻。将两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起,放置在轨道上并与轨道接触良好,ab电阻R,cd电阻2R。虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度B。(1)闭合电键,释放两杆后能保持静止,则ab杆受的磁场力多大?(2)断开电键,静止释放金属杆,当cd杆离开磁场的瞬间,ab杆上焦耳热功率为P,则此时两杆速度为多少?(3)断开电键,静止释放金属杆,若磁感应强度B随时间变化规律为B=kt(k为已知常数),求cd杆离开磁场前,两杆内的感应电流大小。某同学认为:上述情况中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同,可以采用=BLh 计算磁通量的改变量该同学的想法是否正确?若正确,说明理由并求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答。【解析】( 1)设ab杆受磁场力
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