2013年高考物理 回归教材专项突破十一 交变电流

2013年高考物理回归教材之专项突破十一交变电流1．（2013上海市徐汇区二模）一有界匀强磁场区域如图（甲）所示，abcd是一个质量为m、电阻为R、边长为L、匝数为N的正方形线圈。线圈一半在磁场内，一半在磁场外。t=0时刻磁场磁感应强度由B0开始均匀减小，线圈在磁场力作用下运动,v-t图象如图（乙），图中斜向虚线为速度图线在0点的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。则磁场磁感应强度的变化率为（）（A）（B）（C）（D）2.(2013柳州铁一中四模)如图一面积为S的单匝矩形线圈处于一个交变的匀强磁场中，磁感应强度的变化规律为：B＝B0sinωt.下列说法正确的是A．线框中不会产生方向不断变化的交变电流B．在时刻，线框中感应电流将达到最大值C．对应磁感应强度B＝0的时刻，线框中感应电流也一定为零D．若增大磁场交变频率，则线框中感应电流的频率也将同倍数增加，但有效值不变3．（2013高考长春市三模）如图所示，两个宽度均为的条形区域，存在着大小相等，方向相反且均垂直纸面的匀强磁场，以竖直虚线为分界线，其左侧有一个用金属丝制成的与纸面共面的直角三角形线框ABC，其底边BC长为2，并处于水平。现使线框以速度水平匀速穿过匀强磁场区，则此过程中，线框中的电流随时间变化的图象正确的是（设逆时针电流方向为正方向，取时间作为计时单位）4．（18分）（2013武汉市4月调研）如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续闪烁发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连（假设LED灯电阻恒为r）。其它电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。（1）在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；（2）求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能；（3）为使LED灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？（请写出三条措施）提示：由n个电动势和内电阻都相同的电池连成的并联电池组，它的电动势等于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的n分之一。5．（14分）（2013上海市徐汇区二模）如图(甲)，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图(乙)所示。已知轨距为L=2m，重力加速度g=l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。（1）当R=0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；（2）求金属杆的质量m和阻值r；（3）求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm；（4）当R=4Ω时，求随着杆ab下滑回路瞬时电功率每增大1W的过程中合外力对杆做的功W。6.（14分）（2013上海市闵行区二模）如图所示，倾角为370的光滑绝缘的斜面上放着M=1kg的U型导轨abcd，ab∥cd。另有一质量m=1kg的金属棒EF平行bc放在导轨上，EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P、S、Q挡住EF使之不下滑。以OO′为界，下部有一垂直于斜面向下的匀强磁场，上部有平行于斜面向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度均为B=1T，导轨bc段长L=1m。金属棒EF的电阻R=1.2Ω，其余电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，开始时导轨bc边用细线系在立柱S上，导轨和斜面足够长。当剪断细线后，试求：（1）细线剪短瞬间，导轨abcd运动的加速度；（2）导轨abcd运动的最大速度；（3）若导轨从开始运动到最大速度的过程中，流过金属棒EF的电量q=5C，则在此过程中，系统损失的机械能是多少？（sin370=0.6）7．（14分）(2013河北省唐山市二模)如图所示，竖直平面内有两光滑金属圆轨道，平行正对放置，直径均为d，电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r，放在圆轨道最低点MM'处，与两导轨刚好接触。两圆轨道通过导线与电阻R相连。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现使金属棒获得垂直纸面向里的初速度vo，当其沿圆轨道滑到最高点NN'处时，对轨道恰无压力（滑动过程中金属棒与圆轨道始终接触良好）。重力加速度为g，求：（1）金属棒刚获得垂直纸面向里的初速度时，判断电阻R中电流的方向；（2）金属棒到达最高点NN'处时，电路中的电功率；（3）金属棒从MM'处滑到NN'处的过程中，电阻R上产生的焦耳热。8.(15分)（2013成都市三模）如图8所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角,在其上放置一矩形金属框abcd,ab的边长,bc的边长,线框的质量,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近,重物质量M=2kg,斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小B=0.5T,方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距离为0.6m,现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd与AB边重合),在重物M达到地面之前,发现线框匀速穿过匀强磁场区域,不计滑轮摩擦,取g=10m/s2。求:(1)线框进入磁场前细线所受拉力的大小;(2)线框从静止运动开始到ab边刚进入磁场所用的时间;(3)线框abcd在整个运动过程中产生的热量。9．（16分）（2013浙江省宁波市二模）如图所示，两平行导轨间距L=0.1m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ=30º，垂直斜面方向向上磁感应强度B=0.5T，水平部分没有磁场。金属棒ab质量m=0.005kg，电阻r=0.02Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，电阻R=0.08Ω，其余电阻不计，当金属棒从斜面上离地高h=1.0m以上任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25m。（取g=10m/s2），求：（1）棒在斜面上的最大速度？（2）水平面的滑动摩擦因数？（3）从高度h=1.0m处滑下后电阻R上产生的热量？QR=3.8×10-2J………（1分）10．(18分)（2013河南省三市三模）如图所示，两条足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置，导轨电阻不计，其间距为L=2m。在两导轨之间有磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，其方向垂直导轨所在的竖直面水平向外。金属棒ab的质量为m1=2kg，金属棒cd的质量为m2=1kg，ab和cd都与导轨垂直放置，且其长度刚好都和导轨宽度相同，ab和cd的电阻之和为R=1Ω。开始时使ab和cd都静止。当ab棒在竖直面向上的外力作用下，以加速度大小为a1=1m/s2沿两导轨所在的竖直面向上开始做匀加速运动的同时，cd棒也由静止释放。ab棒和cd棒在运动过程中始终和导轨垂直，且和导轨接触良好。重力加速度为g=10m/s2。试求：（1）当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的加速度大小为a2=2m/s2时，作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率；（2）当cd棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的速度最大时，作用在ab棒上的外力大小和回路中的总电功率。11（14分）（2013上海市普陀区调研）如图甲所示，一个被x轴与曲线方程y＝0.2sinx（m）（x≤0.3m）所围的空间中存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T。单匝正方形绝缘金属线框ABCD粗细均匀、边长L＝0.4m、总电阻R＝0.2Ω，它的一边在光滑轨道的x轴上，在拉力F的作用下，线框以v＝5m/s的速度水平向右匀速运动。试求：（1）线框中AD两端的最大电压为多少？（2）拉力F的最大值为多少？（3）在图乙中画出线框在运动过程中的i-t图象（要求有计算过程，规定线框中逆时针方向电流为正）。（4）根据i-t图象，试估算磁场区域的面积为多大？PAGE-12-