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2012江苏各地3月高考物理模拟试题汇编:电磁学


2012 江苏各地高考模拟试题汇编静电场
3. (苏、锡、常、镇四市 2012 届高三教学调研测试(一) 如图所示,虚线表示某电场 ) 的等势面.一带电粒子仅在电场力作用下由 A 运动到 B 的径迹如图中实线所示.粒子在 A 点的加速度为 aA、电势能为 EA;在 B 点的加速度为 aB、电势能为 EB.则下列结论正确 的是 A.粒子带正电,aA>aB,EA>

;EB B.粒子带负电,aA>aB,EA>EB C.粒子带正电,aA<aB,EA<EB D.粒子带负电,aA<aB,EA<EB
A 5V 0 -5V B

答案:D (江苏省示范高中 2012 届高三百校大联考)5.两小球分别带有电荷+2Q 及-Q,相距 12cm, 两球连线上各点的电势 ? 与距正电荷的距离 x 之间的函数关系可以由下图中的哪一个 最合适地表示出来 ( )

(江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题) 2. 如图所示,质量为 m、电荷量为 e 的质子以某一初速度从坐标原 点 O 沿 x 轴正方向进入场区, 若场区仅存在平行于 y 轴向上的匀强电 场时,质子通过 P(d ,d)点时的动能为 5 E k ;若场区仅存在垂直 于 xoy 平面的匀强磁场时,质子也能通过 P 点。不计质子的重力。设 上述匀强电场的电场强度大小为 E 、 匀强磁场的磁感应强度大小为 B, 则下列说法中正确的是 A. E ? O d d y P

x

3E k ed

B. E ?

5E k ed

C. B ?

mE k ed

D. B ?

2mE k ed

答案:D (江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)5. 如图所示,一半 径为 R 的均匀带正电圆环水平放置,环心为 O 点,质量为 m 的带正电的 小球从 O 点正上方 h 高的 A 点静止释放,并穿过带电环,关于小球从 A 到 A 关于 O 的对称 点 A′过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep 电)随位置变化的图象一 定错误的是(取 O 点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远 电势为零)( )

1

答案:D (江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)9. 在光滑的绝缘水 平面上,有一个正三角形 abc,顶点 a、b、c 处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如 图所示,D 点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H 点分别为 ab、ac、bc 的中点,F 点为 E 关于 c 电荷的对称点,则下列说法中正确的是 A.D 点的电场强度为零、电势可能为零 B.E、F 两点的电场强度等大反向、电势相等 C.E、G、H 三点的电场强度和电势均相同 D.若释放 c 电荷,c 电荷将一直做加速运动(不计空气阻力) 答案:AD (苏北四市 2012 届高三第三次调研测试)2.某导体置于电场后周围的电场分布情况如图 所示,图中虚线表示电 场线,实线表示等势面,A、B、C 为电场中的三个点。下列说法错 .
A 误的是 . A.A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B B.A 点的电势高于 B 点的电势 C.将负电荷从 A 点移到 B 点,电场力做正功 C D.将正电荷从 A 点移到 C 点,电场力做功为零 答案:C (南京市 2012 届高三年级第二次模拟考试)9.如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个 平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与 x 轴平行,在 x 轴上的电势 ? 与坐标 x 的关

a G E b D H c F

系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3) 的切线。 现有一质量为 0.20kg, 电荷量为+2.0×10-8C 的滑块 P (可视作质点) 从 x=0.10m 处由静止释放, , 其与水平 面的动摩擦因 数 为 0.02.取重力加 速度 2 g=10m/s .则下列说法中正确的是 A.滑块运动的加速度逐渐减小 B.滑块运动的速度先减小后增大 C.x=0.15m 处的场强大小为 2.0×106N/C D.滑块运动的最大速度约为 0.1m/s 答案:9 BC

2

(盐城市 2012 届高三 3 月第二次模拟考试试题)1.真空中有两个等量异种点电荷,以连 线中点 O 为坐标原点, 以它们的中垂线为 x 轴, 下图中能正确表示 x 轴上电场强度情况的是

答案:A (江苏省苏中三市(南通泰州扬州)2012 届高三 3 月第一次调研测试)9.如图所示,实线 表示某电场的电场线,过 O 点的虚线 MN 与电场线垂直,两个相同的带负电的粒子 P、Q 分 别从 A、B 两点以相同的初速度开始运动,速度方向垂直于 MN,且都能从 MN 左侧经过 O 点。设粒子 P、Q 在 A、B 两点的加速度大小分别为 a1 和 a2,电势能分 别为 Ep1 和 Ep2, 以过 O 点时的速度大小分别为 v1 和 v2, 到达 O 点经过的 时间分别为 t1 和 t2。粒子的重力不计,则

答案:BCD

2011 江苏各地高考模拟试题汇编—磁场
(苏北四市 2012 届高三第三次调研测试)8.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根 竖直放置的平行粗糙导轨 CD、EF,导轨上放有一金属棒 MN。现从 t=0 时刻起,给棒通 以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即 I=kt,其中 k 为常量,金属棒与导轨始终 垂直且接触良好。下列关于棒的速度 v、加速度 a 随时间 t 变化的关系图象,可能正确的 是
C M D E I N O B F O A t O B t O C t D t v v a a

答案:BD (江苏省苏中三市(南通泰州扬州)2012 届高三 3 月第一次调研测试)4.如图所示,在 MN、PQ 间同时存在匀强磁场和匀强电场,方向垂直纸面水平向外,电场在图中没有标出。 一带电小球从 a 点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至 b 点,则小球 A.一定带正电 B.受到电场力的方向一珲水平向右 C.从 a 到 b 过程,克服电场力做功 D.从 a 到 b 过程中可能做匀加速运动

3

答案:C (江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)2. 如图所示,质量 为 m、电荷量为 e 的质子以某一初速度从坐标原点 O 沿 x 轴正方向进入场区,若场区仅 存在平行于 y 轴向上的匀强电场时,质子通过 P(d ,d)点时的动能 为 5 E k ;若场区仅存在垂直于 xoy 平面的匀强磁场时,质子也能通过 P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为 E 、匀强磁场 的磁感应强度大小为 B,则下列说法中正确的是 d y P

3E k A. E ? ed
答案:D

5E k B. E ? ed

C. B ?

mE k ed

D. B ?

2mE k ed

x O d

14. (苏、锡、常、镇四市 2012 届高三教学调研测 试(一) ) (16 分)如图所示,在直角坐标系 xoy 的第一、 四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸 面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场 Ⅱ,O、M、P、Q 为磁场边界和 x 轴的交点, OM=MP=L.在第三象限存在沿 y 轴正向的匀强 电场. 一质量为 m 带电量为 ?q 的带电粒子从电 场中坐标为(-2L,-L)的点以速度 v0 沿+x 方向射 O v0

y



Ⅱ x M P
Q

出,恰好经过原点 O 处射入区域Ⅰ又从 M 点射出区域Ⅰ(粒子的重力忽略不计). (1)求第三象限匀强电场场强 E 的大小; (2)求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度 B 的大小; (3)如带电粒子能再次回到原点 O,问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?粒子两次经过 原点 O 的时间间隔为多少? 答案:14.(16 分) 解: (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动.

2 L ? v0 t ,

(1 分)

L?

1 qE 2 L 2 ( ) 2 m v0
2 mv 0 , 2qL

(1 分)

E?

(1 分)

y

(2)设到原点时带电粒子的竖直分速度为 v y : Ⅰ


vy ?

qE qE 2 L t? ? v0 (1 分) m m v0
O 4 v0

x M P
Q

v ? 2v0 方向与 x 轴正向成 450 ,(1 分)
粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,由几何知识可得: R1 ?

2 L 2

(2 分)

由洛伦兹力充当向心力: Bqv ? m

v2 (1 分) , R1

可解得: B ?

mv 2mv 0 ? qR1 qL

(1 分)

(3)运动轨迹如图,在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为: R2 ?

2L

(2 分) (1 分)

d 2 ? R2 ? L ? ( 2 ? 1) L

2 L ?L 运动时间: t1 ? 2 2 (1 分) , ? 4v0 2v 0
t2 ? 2L 2v 0 ? L (1 分) , v0

?

3? t3 ? 2

2L 2v 0

?

3?L (1 分) 2v 0
(2 ? 2? ) L (1 分) v0

t 总 ? 2(t1 ? t 2 ) ? t 3 ?

(江苏省苏中三市(南通泰州扬州)2012 届高三 3 月第一次调研测试)14. (16 分)如图 所示,在 xoy 平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区,磁场方向垂直 xoy 平面向 里,边界分别平利于 x 轴和 y 轴。一电荷量为 e、质量为 m 的电子,从坐标原点为 O 以速 度 v0 射入第二象限,速度方向与 y 轴正方向成 45°角,经过磁场偏转后,通过 P(0,a) 点,速度方向垂直于 y 轴,不计电子的重力。 (1)若磁场的磁感应强度大小为 B0,求电子在磁场中运动的时间 t; (2)为使电子完成上述运动,求磁感应强度的大小应满足的条件; (3)若电子到达 y 轴上 P 点时,撤去矩形匀强磁场,同时在 y 轴右侧加方向垂直 xoy 平面 向里的匀强磁场,磁感应强度大小为 B1,在 y 轴左侧 加方向垂直 xoy 平面向里的匀强电场, 电子在第 (k+1) 次从左向右经过 y 轴(经过 P 点为第 1 次)时恰好通 过坐标原点。 y 轴左侧磁场磁感应强度大小 B2 及上 求 述过程电子的运动时间 t。

5

答案:

6

(江苏省示范高中 2012 届高三百校大联考)15. (16 分)如图所示,在 x ? 0与x ? 0 的区 域中,存在磁感应强度大小分别为 B1 与 B2 的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,且 B1 大于 B2,一个带负电、比荷为 k 的粒子从坐标原点 O,以速度 v 沿 x 轴负方向射出, 粒子重力不计。 (1)求粒子在两个磁场中运动的轨道半径; (2)如果 B1=2B2,则粒子再次回到原点时运动了多少时间? (3)要使该粒子经过一段时间后又经过 O 点,B1 与 B2 的比值应满足什么条件?

(盐城市 2012 届高三 3 月第二次模拟考试试题)15.(16 分)如图所示,在第一象限内,0<x
7

≤a 的区域中有垂直于纸面向里的匀强磁场,x>a 的区域中有垂直于纸面向外的匀强磁场, 两区域内的磁感应强度的大小均为 B。在原点 O 处有一小孔,一束质量为 m、电荷量为 q 带正电的粒子,沿着 x 轴方向经小孔射入磁场,最后穿过 x 轴或 y 轴离开磁场。已知入射粒 子的速率在零到某一最大值之间,速率最大的粒子在 0<x≤a 区域内运动的时间为 离开磁场时运动方向与 x 轴垂直,不计粒子重力,求: (1)y 轴上粒子射出点到原点 O 的最大距离 (2)速率最大的粒子离开磁场时的 x 轴坐标 (3)所有粒子在磁场中运动的时间范围。 答案:

?m ,它 3 Bq

(江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)15.(16 分) 如图

8

甲所示, 在光滑绝缘的水平桌面上建立一 xoy 坐标系, 平面处在周期性变化的电场和磁场中, 电场和磁场的变化规律如图乙所示(规定沿+y 方向为电场强度的正方向,竖直向下为磁感 应强度的正方向) .在 t=0 时刻,一质量为 10g、电荷量为 0.1C 的带电金属小球自坐标原点 O 处,以 v0=2m/s 的速度沿 x 轴正方向射出.已知 E0=0.2N/C、B0=0.2 ? T.求: (1)t=1s 末速度的大小和方向; (2)1s~2s 内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期; (3)在给定的坐标系中,大体画出小球在 0 到 6S 内运动的轨迹示意图。 (4)6s 内金属小球运动至离 x 轴最远点的位置坐标.

y

E0 0 1 2 3 4 5 6 B B0 t/s

O 0 1 2 3 4 5 6 图甲 图乙 t/s

答案:15(16 分) 解析: (1)在 0~1s 内,金属小球在电场力作用下,在 x 轴方向上做匀速运动 v x ? v 0 y 方向做匀加速运动 v y ? 1s 末粒子的速度 v1 ?

qE0 t1 m

(1 分)

2 2 v x ? v y ? 2 2m / s

(1 分)

设 v1 与 x 轴正方向的夹角为 ? ,则 tan ? ?

vy vx

? = 450

(1 分)

(2)在 1s~2s 内,粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律

qv1 B0 ?

mv12 R1

得 R1 ?

mv1 2 ? m qB0 ?

(1 分)

粒子做圆周运动的周期 T ?

2?m ? 1s qB0

(1 分)

(3)粒子运动轨迹如图所示 ( 2 分)

9

(4) )5s 末粒子的坐标为 x=v0t=6m y=at2/2=9m 此时粒子 y 轴方向的速度:vy=qEOt/m=6m/s 合速度大小为 v ?

v 0 ? v y ? 2 10m / s (2 分)
2 2

第 6s 内粒子做圆周运动的半径 r ?

mv 10 ? m ( 2 分) qB ?

带电粒子在第 6s 内做圆周运动的轨迹如图所示

第 6s 内粒子运动至离 x 轴最远点坐标为

X ? x ? Rn sin ? ? 6 ?
其中 sin ? ?

3

?

( m )

(2 分)

vy v0

?

6 2 10
(2 分)

10n 2 1 1 1 ?? Y ? y ? Rn (1 ? cos ? ) ? 9n 2 ? (? ? ) (m ) ? ??
其中 cos? ?

v0 2 ? v 2 10

(苏北四市 2012 届高三第三次调研测试)14.(16 分) 如图所示,带电平行金属板相距为 2R,在两板间半径为 R 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,两板 及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子(不计重力)沿两板间中心线 O1O2 从 左侧 O1 点以某一速度射入,沿直线通过圆形磁场区域,然后恰好从极板边缘飞出,在极 板间运动时间为 t0。若仅撤去磁场,质子仍从 O1 点以相同速度射入,经 上。 ⑴求两极板间电压 U; ⑵求质子从极板间飞出时的速度大小;
B R O1 10 O O2

t0 时间打到极板 2

⑶若两极板不带电,保持磁场不变,质子仍沿 中心线 O1 O2 从 O1 点射入,欲使质子从两板左 侧间飞出,射入的速度应满足什么条件? 答案:14. (16 分) (1)设质子从左侧 O1 点射入的速度为 v0 ,极板长为 L 在复合场中作匀速运动: q

U ? qv0 B 2R R? 1 qE 2 t 2 m

(2 分) (2 分) (1 分)

在电场中作类平抛运动: L ? 2 R ? v0t 又 L ? v0t0 撤去磁场,仅受电场力,有: R ? 解得

1 qE t0 2 ( ) 2 m 2
U ? 8R B t0
2

(1 分)

t?

t0 2

L ? 4R

v0 ?

4R t0

(2 分)

(2)质子从极板间飞出时的沿电场方向分速度大小 v y ? 从极板间飞出时的速度大小 v ?
2 2 v0 ? v y ? 2v0 ?

2R qE ? v0 t? t m

(1 分)

4 2R t0

(1 分)

(3)设质子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 r,质子恰好从上极板左边缘飞出时速度的 偏转角为 ? ,由几何关系可知: ? ? ? -? = 因为 R ?

?
4

,r+ 2 r=R

(2 分)

qE qv0 B 8 R 1 qE t0 2 ? ? 2 ( ) ,所以 m m t0 2 m 2
2 2 ?1 R v2 ,解得 v= t0 r

(1 分)

根据向心力公式 qvB ? m

?

?

(2 分)

所以,质子从两板左侧间飞出的条件为 0 ? v ?

2( 2 ? 1) R t0
B

(1 分)

O1

?

?
O

O2

(南京市 2012 届高三年级第二次模拟考试)15、 (16 分)如图甲所示,空间分布着有理想 边界的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域,其边界为 MN、PQ,磁感应 强度大小均为 B,方向如图所示,Ⅰ区域高度为 d,Ⅱ区域的高度足够大.一个质量为 m、 电量为 q 的带正电的小球从磁场上方的 O 点由静止开始下落,进入电、磁复合场后,恰能 做匀速圆周运动.
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(1)求电场强度 E 的大小; (2)若带电小球运动一定时间后恰能回到 O 点,求带电小球释放时距 MN 的高度 h; (3)若带电小球从距 MN 的高度为 3h 的 O'点由静止开始下落,为使带电小球运动一定 时间后仍能回到 O'点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(如图乙所示) ,求磁场Ⅱ向下移动的 距离 y 及小球从 O'点释放到第一次回到 O'点的运动时间 T。

图甲 答案:15.

图乙

(1)带电小球进入复合场后恰能做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,得

mg ? qE

? E?

mg q

(2 分)

(2)只有小球从进入磁场的位置离开磁场,做竖直上抛运动,才能恰好回到 O 点

? 1 2 ?mgh ? mv 2 ? ? mv 2 mv ?R? ? Bqv ? R Bq ? ? 2 3 ?由几何关系得:R = d 3 ?
解得: h ?

(4 分)

2d 2 q 2 B 2 3 gm 2

(2 分)

(3)当带电小球从距 MN 的高度为 3h 的 O'点由静止 开始下落时,应有

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1 ? 2 ?mg 3h ? 2 mv1 ? ? ? R1 ? mv1 qB ? ?
? R1 ? 2d
(2 分)

画出粒子的运动轨迹,如右图所示,在中间匀速直线运动过程中,粒子的速度方向与竖 直方向成 30°角,根据几何关系,可得

y ? (6 ? 2 3 )d (2 分)
粒子自由落体和竖直上抛的总时间

t1 ? 2

2 ? 3h dqB =4 (1 分) g m

粒子圆周运动的总时间

t2 ?

5?m (1 分) 3qB

粒子匀速直线运动的总时间

t3 ? 2

( 4 3 ? 4) d (1 分) v1
dqB 5? m 4( 3 ? 1)m ? ? (1 分) m 3qB qB

一个来回的总时间

T ? t1 ? t2 ? t3 ? 4

2012 江苏各地高考模拟试题汇编—电磁感应
(江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题) 如图所示电路中, 6. 电源电动势为 E,线圈 L 的电阻不计。以下判断正确的是 A.闭合 S 瞬间,R1、R2 中电流强度大小相等 B.闭合 S,稳定后,R1 中电流强度为零 C.断开 S 的瞬间,R1、R2 中电流立即变为零 D.断开 S 的瞬间,R1 中电流方向向右,R2 中电流方向向左 答案:BD 5. (苏、锡、常、镇四市 2012 届高三教学调研测试(一) )如图所示电路中,L 为电感线 圈,C 为电容器,当开关 S 由断

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开变为闭合时 A.A 灯中无电流通过,不可能变亮 B.A 灯中有电流通过,方向由 a 到 b C.B 灯逐渐熄灭,c 点电势高于 d 点电势 D.B 灯逐渐熄灭,c 点电势低于 d 点电势 答案:D (南京市 2012 届高三年级第二次模拟考试)4.在竖直方向的匀 强磁场中, 水平放置一圆形导体环. 规定导体环中 电流的正方向如图 a 所示, 磁场方向向上为正. 当 磁感应强度 B 随时间 t 按图 b 变化时, 下列能正 确表示导体环中感应电流变化情况的是
i /A I0 I0 t /s 0 i /A I0 t /s 0 i /A I0 t /s 0 I B B0 0 B/T t /s

L

. .1 . . 4 . 2 3 . 5
b
i /A

-B 0

a

. . . . . . -I 1 2 3 4 5
0
0

. .1 . . 4. . 2 3 5
B

. .1 . . 4 . 2 3 . 5
C

. .1 . . 4 . 2 3 . 5
D

t /s

-I 0

-I 0

-I 0

A 答案:4 D

(盐城市 2012 届高三 3 月第二次模拟考试试题)3.超导体的电阻为零,如果闭合的超导 电路内有电流,这个电流不产生焦耳热,所以不会自行消失。有一超导圆环于图示位置,此 时圆环中没有电流。将一根条形磁体沿圆环的中心轴 OO’移到 P 点。以下说法正确的是 A.磁体移近的过程中,从左向右看圆环中产生顺时针方向 的感应电流 B.磁体移近的过程中,圆环受到磁体的吸引作用 C.磁体到达 P 点停止后,圆环中电流立即消失 D.磁体到达 P 点停止后,圆环受到磁体的排斥作用 答案:D (江苏省苏中三市 (南通泰州扬州) 2012 届高三 3 月第一次调研测试) 如图所示电路中, 5. R、R0 为定值电阻,C 为电容器。t=0 时闭合开关 S,在 t=t0 时刻断开 S,下列关于流过电阻 R 的电流 i 随时间变化的图象中,可能正确的是

答案:D

(苏、锡、常、镇四市 2012 届高三教学调研测试(一) )15.(16 分)如图所示,两根足够
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长的平行金属 导轨 MN、PQ 与水平面的夹角为 α=30°, 导轨光滑且电阻不计,导轨处在垂直导轨平 面向上的有界匀强磁场中. 两根电阻都为 R=2Ω 、质量都为 m=0.2kg 的完全相同的细 金属棒 ab 和 cd 垂直导轨并排靠紧的放置在 导轨上,与磁场上边界距离为 x=1.6m,有界 匀强磁场宽度为 3x=4.8m.先将金属棒 ab 由 静止释放,金属棒 ab 刚进入磁场就恰好做匀 速运动,此时立即由静止释放金属棒 cd,金属棒 cd 在出磁场前已做匀速运动. 两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度 g=10m/s2).求: (1)金属棒 ab 刚进入磁场时棒中电流 I; (2)金属棒 cd 在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量 q; (3)两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热 Q. 答案:15.(16 分) 解: (1) 方法一: mgx sin ? ?
P M α a c N dQ b

x 3x α

1 2 mv , 2

(1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (1 分)

v ? 2 g sin ?x ? 4(m / s)

B 2 L2 v ? mg sin ? 2R

BL ? 1(Tm)

BLI ? mg sin ?

I ? 1A
方法二: mgx sin ? ?

1 2 mv , 2

(1 分) (1 分) (2 分) (1 分)

v ? 2 g sin ?x ? 4(m / s)

mg sin ? .v ? I 2 2 R ,

I ? 1( A)
(2)方法一:

通过金属棒 ab 进入磁场时以速度 v 先做匀速运动,设经过时间 t1,当金属棒 cd 也进入磁 场,速度也为 v,金属棒 cd:x= v/2 ·t1,此时金属棒 ab 在磁场中的运动距离为:X=v t1=2x 两棒都在磁场中时速度相同,无电流,金属棒 cd 在磁场中而金属棒 ab 已在磁场外时,cd 棒中才有电流,运动距离为 2x (得到 cd 棒单独在磁场中运动距离为 2x,即可得 2 分)

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q?It?

?

BL2 x BLx ? ? 0.8(C ) 2R R

(公式 2 分、结果 1 分)
?

(在第一问中用方法二解, 此问再求 BL 的, 仍然的 5 分, 没有求出 BL, 写出 q ? I t ? 得 2 分,只求 BL 的得 1 分) 方法二: 两金属棒单独在在磁场中时扫过的距离都为 2x,因而通过的电量大小相等。 分) (2

BL2 x 2R

q ? q ab ? It1 ? I ?
(4)方法一:

2x 2 g sin ?x

? 1 ? 0.8 ? 0.8(C ) (公式 2 分、结果 1 分)

金属棒 ab 在磁场中(金属棒 cd 在磁场外)回路产生的焦耳热为:

Q1 ? mg sin ? 2 x ? 3.2 J (或: Q1 ? I 2 2 Rt1 ? mg sin ? 2 x )
金属棒 ab、金属棒 cd 都在磁场中运动时,回路不产生焦耳热

(2 分)

金属棒 cd 在磁场中(金属棒 ab 在磁场外),金属棒 cd 的初速度为 2 g sin ? 2 x ,末速度 为 2 g sin ?x ,由动能定理:

mg sin ? 2 x ? Q2 ?

1 1 m( 2 g sin ?x ) 2 ? m( 2 g sin ? 2 x ) 2 2 2
(2 分) (2 分)

Q2 ? mg sin ? 3x ? 4.8J

Q ? mg sin ? 5x ? 8J
方法二: 两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热 Q 等于两棒损失的机械能

Q ? mg sin ? 2 x ? mg sin ? 3x ? mg sin ? 5x ? 8J (6 分)
(江苏省示范高中 2012 届高三百校大联考)9.如图所示,一个高度为 L 的矩形线框无初速 地从高处落下, 设线框下落过程中, 下边保持水平向下平动, 在线框的下方, 有一个上、 下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为 2L,磁场方向与线框平面垂直,闭合线 框下落后,则好匀速进入磁场区,在整个进出磁场过程中,线框的感应电流 I 随位移变 化的图像可能是下图中的 ( )

16

(江苏省示范高中 2012 届高三百校大联考)14. (16 分)如图所示,刚性 U 形金属导轨 M1N1N2M2 位于光滑水平桌面上,质量为 m0 ,在导轨左端接有阻值为 R 的电阻,两条 轨道间的距离为 l ,PQ 是质量为 m 的金属杆,可在轨道上滑动,在滑动过程中始终保 持与轨道垂直,杆与轨道之间有摩擦,开始时,杆 PQ 位于图中虚线处,虚线右侧为一 匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度大小为 B。现在 PQ 上施加一个位于 导轨平面内、与轨道平行的恒力 F,使之从静止开始在 轨道上向右做加速运动,经过 时间 t ,PQ 离开虚线的距离为 x ,此时通过电阻的电流为 I0,在此过程中导轨向右移动 的距离为 x0 ,但 N1N2 尚未进入磁场区域,若不计杆与民增轨的电阻,求: (1)PQ 杆与导轨之间的摩擦力大小; (2) t 时刻 PQ 杆的速度 v1 ; (3)不考虑回路的自感,在此过程中电阻所消耗的能量。

17

(江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)14. (15 分) 如图所示,两平行光滑的金属导轨 MN、PQ 固定在水平面上,相距为 L,处于竖直方向的磁 场中,整个磁场由若干个宽度皆为 d 的条形匀强磁场区域 1、2、3、4……组成,磁感应强度 B1、B2 的方向相反,大小相等,即 B1=B2=B。导轨左端 MP 间接一电阻 R,质量为 m、电阻 为 r 的细导体棒 ab 垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,不计导轨的电阻。现对棒 ab 施加 水平向右的拉力, 使其从区域 1 磁场左边界位置开始以速度 v0 向右作匀速直线运动并穿越 n 个磁场区域。 (1)求棒 ab 穿越区域 1 磁场的过程中电阻 R 产生的焦耳热 Q; (2)求棒 ab 穿越 n 个磁场区域的过程中拉力对棒 ab 所做的功 W; (3)规定棒中从 a 到 b 的电流方向为正,画出上述过程中通过棒 ab 的电流 I 随时间 t 变化的图象; 答案: 14.(15 分) R
M P

b 1
B1

Q

2
B2

3
B1

4 B2

??

B1

B2 N

L

解: (1)棒产生的感应电动势 E ? BLv0 通过棒的感应电流 I ?

a

d

d

(2 分) (1 分)

E R?r

B 2 L2 v0 Rd E 2 d ) R? ? 电阻 R 产生的焦耳热 Q ? ( R?r v0 (R ? r) 2
(2)拉力对棒 ab 所做的功 W ? (3)如图所示 I

(2 分)

nB 2 L2 v0 d E2 d ? ?n ? R ? r v0 R?r

(5 分) (5 分)

BLv0 R?r
O

t

?

BLv 0 R?r

d v0

3d v0

注: (2)问中功 W 也可用功的定义式求解; (苏北四市 2012 届高三第三次调研测试) (16 分)如图所示, 15. 倾角为 θ 的足够长的光滑绝 缘斜面上存在宽度均为 L 的匀强电场和匀强磁场区域, 电场的下边界与磁场的上边界相距 为 L,其中电场方向沿斜面向上,磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为 B。电 荷量为 q 的带正电小球(视为质点)通过长度为 4L 的绝缘轻杆与边长为 L、电阻为 R 的 正方形单匝线框相连,组成总质量为 m 的“ ”型装置,置于斜面上,线框下边与磁场 的上边界重合。现将该装置由静止释放,当线 框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动;当小球 3L 运动到电场的下边界时刚好返回。已知 L=1m,
B 18 θ

E
L L

L

B=0.8T,q=2.2×10-6C,R=0.1Ω,m=0.8kg,θ=53°,sin53°=0.8,g 取 10m/s2。求: ⑴线框做匀速运动时的速度大小; ⑵电场强度的大小; ⑶经足够长时间后,小球到达的最低点与电场 上边界的距离。 答案:15. (16 分) 解:⑴设线框下边离开磁场时做匀速直线运动的速度为 v0,则:

E ? B L0,I ? v

E , R

FA ? B I L ?

B 2 L2 v 0 R

(2 分)

B 2 L2v0 ?0 根据平衡条件: mg sin ? ? R
可解得
v0 ? mgR sin ? ? 1m/s B 2 L2

(2 分) (1 分)

(2)从线框刚离开磁场区域到小球刚运动到电场的下边界, 根据动能定理: ? qEL ? mg sin? ? 2 L ? 0 ? 可求得 E ? 6 ? 106 N/C

1 2 mv0 (3 分) 2
(2 分)

(3)设经足够长时间后,小球运动的最低点到电场上边界的距离为 x, 线框最终不会再 进入磁场,即运动的最高点是线框的上边与磁场的下边界重合。 根据动能定理: qEx ? mg sin? ( L ? x) ? 0 可得 x ?
16 m 17

(4 分) (2 分)

(南京市 2012 届高三年级第二次模拟考试)13. (15 分)均匀导线制成的单位正方形闭合 线框 abcd,每边长为 L,总电阻为 R,总质量为 m。将其置于磁感强度为 B 的水平匀强 磁场上方 h 处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。重力加速度为 g.当 cd 边刚进入磁场时, (1)求线框中产生的感应电动势大小; (2)求 cd 两点间的电势差大小; (3)若此时线框加速度大小恰好为 g/4,求线框下落的高度 h 应满足什么条件?

答案:13. (15 分)
19

(1)设 cd 边刚进入磁场时,线框的速度为 v,由机械能守恒定律得 (或由 )????????????????( 2 分 )

由法拉第电磁感应定律得 综合上述两式解得

?????????????????? ( 2 分 ) ??????????????????? ( 1 分 )

(2)由闭合电路欧姆定律得到此时线框中电流 I=

E R

???????????????????????????( 2 分 )

cd 两点间的电势差 U=I(

3 3 R )= Bl 2 gh ??????????????????????( 2 分 ) 4 4

(3)由安培力公式得 F=BIL=

B 2 L2 2 gh ????????????????????????( 2 分 ) R

当 a=g/4,方向向下时,根据牛顿第二定律 mg-F=ma, ???????????????????????????( 1 分 ) 解得下落高度满足 h ?

9m2 gR 2 ????????????????????( 1 分 ) 32 B 4 L4

当 a=g/4,方向向上时,根据牛顿第二定律 F-mg=ma, ???????????????????????????( 1 分 ) 解得下落高度满足

25m 2 gR 2 ??????????????????( 1 分 ) h? 32 B 4 L4

(盐城市 2012 届高三 3 月第二次模拟考试试题)13.(15 分)两根相距为 L 的平行光滑金属 导轨竖直放置,上端通过导线连接阻值为 R 的电阻。现有 n 个条形 匀强磁场, 方向与导轨平面垂直, 磁场区域的宽度为 a, 间距也为 a。 一个质量为 m、 长为 L 的导体棒(电阻不计)与导轨垂直, 在距磁场区 域 1 为 a 的位置由静止开始释放,此后一直没有离开导轨,且每当 进入磁场区域均做匀速运动。求 (1)区域Ⅰ的磁感应强度的大小; (2)导体棒通过磁场区域 2 的时间; (3)导体棒从开始下落到穿过磁场区域 n 的过程中,电阻 R 上总共产 生的电热。

20

答案:

(江苏省苏中三市(南通泰州扬州)2012 届高三 3 月第一次调研测试)15. (16 分)如图 甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界 OM 水平,以 O 点为坐标原点, OM 为 x 轴,竖直向下为 y 轴,磁感应强度大小在 x 方向保持不变、y 轴方向按 B=ky 变化, k 为大于零的常数。一质量为 m、电阻为 R、边长为 L 的正方形线框 abcd 从图示位置静止释 放,运动过程中线框经络在同一竖直平面内,当线框下降 h0(h0<L)高度时达到最大速度, 线框 cd 边进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为 g。求: (1)线框下降 h0 高度时速度大小 v1 和匀速运动时速度大小 v2; (2)线框从开始释放到 cd 边刚进入磁场的过程中产生的电能Δ E; (3) 若将线框从图示位置以水平向右的速度 v0 抛出, 在图乙中大致画出线框上 a 点的轨迹。

答案:

21

2012 江苏各地高考模拟试题汇编-交流电
7. (苏、 锡、 常、 镇四市 2012 届高三教学调研测试 (一) )
u 22 R L C Ⅰ Ⅱ



如图甲所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=6:1, L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值 电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时,三 只灯泡都能发光.如果保持原线圈两端的电压最大值 不变,而将其频率变为原来的 2 倍,下列说法中 正确的是 A.副线圈两端的电压有效值为 12V B.副线圈两端的电压有效值为 6V C.灯泡Ⅱ变亮 D.灯泡Ⅲ变亮 答案:BD 6.(苏、锡、常、镇四市 2012 届高三教学调研测试(一) )传感器已经广泛应用于我们的 生活,为我们带来方便.下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件有 A. 双金属片 C. 感温铁氧体 B. 应变片 D. 干簧管
36 2

u/V

0 1
? 36 2

2 乙

3

t/10-2s

答案:AC (江苏省苏中三市(南通泰州扬州)2012 届高三 3 月第一次调研测试)6.如图甲所示电路 中, 电感为 L 的线圈与电流表 A 串联后接在交流电源上, 当电路中通过如图乙所示正弦式交 变电流时,下列说法中正确的是 A.电流表读数为 5A B.L 越大,电感对交流电阻碍作用越大 C. D. 答案:BD (江苏省示范高中 2012 届高三百校大联考)6.如图所示,200 匝矩形闭合导线框 ABCD 处 于磁感应强度大小 B ? 时,线圈中自上而下电动势最小 时,线圈中电流的磁场最强。

2 T 的水平匀强磁场中,线框面积 S=0.2m2,线框电阻不计, 10

线框绕垂直于磁场的轴 OO ? 以角速度 ? ? 100rad / s 匀速转动,并与理想变压器原线 圈相连,副线圈接入一只“220V,60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最 大电流为 10A。下列说法正确的是 ( ) A.在图示位置穿过线框的磁通量为零 B.线框中产生变电压的有效值为 40 2 V C.变压器原、副线圈匝数之比为 20:11 D.允许变压器输出的最大功率为 4000W

23

(江苏省泰州中学 2011-2012 学年度第二学期高三物理学情检测试题)7.图甲是某小型家 用电器电源部分的主要工作电路图, 工作时Ⅰ部 分变压器原线圈 A、B 两端与输出电压为 220V 的交流电源相连接, 通过电路元件的工作最后在 Ⅲ部分 E、F 两端输出 6.0V 的直流电.当 A、B 两端输入如图乙所示的交变电压时, 在Ⅱ部分的 M、N 两端输出的电压如图丙所示.Ⅲ部分中的 自感线圈 L 的直流电阻可忽略不计, 关于该电路 元件及其工作过程,下列说法中正确的是 A.Ⅰ部分的变压器是降压变压器 B.Ⅱ部分的 M、N 端输出电压的有效值为

2 U0 2

C.Ⅲ部分的电容器 C 的作用是阻碍交流成分,导通直流成分 D.Ⅲ部分的自感线圈 L 的作用是阻碍直流成分,导通交流成分 答案:AB (苏北四市 2012 届高三第三次调研测试)7.某同学自制变压器,原线圈为 n1 匝,在做副 线圈时,将导线 ab 对折后并在一起,在铁芯上绕 n2 圈,从导线对折处引出一个接头 c, 连成图示电路。S 为单刀双掷开关,线圈电阻不计,原线圈接 u1=Umsinωt 的交流电源。下 a 列说法正确的是 A.S 接 b 时,电压表示数为 B.S 接 c 时,电压表示数为
2 n2U m n1
2 n2U m 2n1
~ u1 n1 n2 b S c V R P

C.S 接 c 时,滑动触头 P 向下移动,变压器输入功率变大 D.S 接 c 时,滑动触头 P 向上移动,变压器输入电流变大 答案:BD (苏北四市 2012 届高三第三次调研测试)4.如图所示,矩形线圈 abcd 与可变电容器 C、 理想电流表 A 组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 bc 边匀速转动,转 动的角速度 ω=100π rad/s。线圈的匝数 N=100,边长 ab=0.2m、ad=0.4m,电阻不计。磁 场只分布在 bc 边的左侧,磁感应强度大小 B= 确的是 A.该线圈产生的交流电动势峰值为 50 V B.该线圈产生的交流电动势有效值为 25 2 V C.电容器的耐压值至少为 50V
c 24 d a ω A d C c ω 2 T。电容器放电时间不计。下列说法正 a b 16?

D.电容器的电容 C 变大时,电流表的示数变小 答案:B (南京市 2012 届高三年级第二次模拟考试) 如图所示, 7. 理想变压器原线圈匝数 n1 ? 1210 匝 , 副 线 圈 匝 数 n2 ? 121 匝 , 原 线 圈 电 压

u ? 311 sin100?tV ,负载电阻 R ? 44? ,I
不计电表对电路的影响,各电表的读数应为 A A. 1 读数为 0.05A B.V1 读数为 311V C. A2 读数为 0.5A D.V2 读数为 31.1V 答案:7 AC (盐城市 2012 届高三 3 月第二次模拟考试试题)7.供电公司检修人员用交流电表监控供 电线路中强电流和高电压,使用的仪器是电流互感器 和电压互感器,接线如图所示。其中 n1、n2 、n3、n4、 分别为四组线圈的匝数,a、b 为两只交流电表,下列 说法中正确的是 A.A 为电流互感器,且 n1<n2,a 是电流表 B.B 为电压互感器,且 n3>n4,a 是电流表 C.B 为电流互感器,且 n3<n4,b 是电流表 D.A 为电压互感器,且 n1>n2,a 是电压表 答案:AB

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