2021年高考物理模拟题精练专题427转动切割磁感线问题基础篇解析版

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2） 第十部分电磁感应 专题4.27转动切割磁感线问题（基础篇） 一.选择题 1. （2020山东临沂期末）如图所示，光滑铜环水平固定，半径为1,长为1、电阻为r的铜棒OA的一端在 铜环的圆心O处，另一端与铜环良好接触，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁 场中。现使铜棒OA以角速度co逆时针（俯视）匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r, 上方导线与0点连接，下方导线与铜环连接，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ） 只 ]2 A. O点的电势比A点的电势高 B.回路中通过的电流为竺一 4r C.该定值电阻两端的电压为兰也 D.该定值电阻上的热功率为芝此 8 16r 【参考答案】C 【名师解析】根据右手定则可知，。点的电势比A点的电势低，故A错误； c— ! di2.. 根据法拉第电磁感应定律可知，铜棒OA切割磁感应线产生的感应电动势为：一 5 ,回路中通过的 电流为：I=E/4r=^-,选项B错误；该定值电阻两端的电压为：U=L3r=^-.3r=3'如，选项C正确; 8r 8r 8 AC? 该定值电阻的发热功率为：P= I2-3r=（— 沪血= ，选项D错误。 8r 16r 【关键点拨】。 根据右手定则判断电势高低；根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势和回路中通过的电流；根据欧姆定 律求解该定值电阻两端的电压；根据功率计算公式求解该定值电阻上的热功率。 对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况画出电路图， 结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解。 2. （多选）（2019.中山模拟）如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴（过。点） 匀速转动，OA=2OC=2L,磁感应强度大小为3、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为卵、电阻为广, 内、外两金属圆环分别与。、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接（没画出），两金属环圆心皆为。 且电阻均不计，贝M ） A. 金属棒中有从A到。的感应电流 B. 外电阻R中的电流为1=2苦罕：） C. 金属棒AC间电压为为2③御富 D. 当r=R时，外电阻消耗功率最小 【参考答案】BC 【名师解析】根据右手定则判断可知金属棒中有从。到A的感应电流，选项A错误；金属棒产生的感应电 动势为£=|b（2L）2, /=有7 口恒定时，/大小恒定， d2 t4 , r to大小变化时，/大小变化，方向不变，故选项A正确，C错误；由P=Fr= 二"知,当勿变为2 4 （R十r） 倍时，P变为原来的4倍，选项D错误。 9. （2015-新课标全国II, 15）如图12,直角三角形金属框“阮放置的匀强磁场中，磁感应强度大小为 方向平行于沥边向上。当金属框绕沥边以角速度co逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为场、服 眼 已知阮边的长度为下列判断正确的是（） A. Ua>Uc，金属框中无电流 B. Ub>Uc，金属框中电流方向沿a—b—c—a C. Ubc=—^Bt2o）,金属框中无电流 D. U阮=?3扃，金属框中电流方向沿a—c—b—a 【参考答案】C 【名师解析】 金属框绕沥边转动时，闭合回路沥c中的磁通量始终为零（即不变），所以金属框中无 电流。金属框在逆时针转动时，AC边和。C边均切割磁感线，由右手定则可知9b〈（Pc，（Pa〈（Pc，所以根据E =Blv可知，Ubc= Uac= —B3= -Bp*顼=一成扁。由以上分析可知选项C正确。 10. 如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿 过铜盘；图中。、人导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流。若 图中铜盘半径为匀强磁场的磁感应强度为包 回路总电阻为R,铜盘以角速度口逆时针匀速转动（从上 往下看）。则下列说法正确的是（） A. 回路中有大小和方向周期性变化的电流 B. 回路中电流大小恒定，且等于以# C. 回路中电流方向不变，且从力导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘 D. 若将匀强磁场改为垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过 【参考答案】BC 【名师解析】 据题意，当铜盘转动后，由右手定则可以确定电流流向铜盘的中心，从b导线流出到 达a导线，方向不变，故A错误，C正确；所产生的电动势大小为：E=BLv=BL•坪,则产生的电流大小 为：/=§=当事，故B正确；当铜盘不动磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，该电流仅在铜盘中产 生，没有电流通过灯泡，故D错误。 11. 如图所示，长为L的轻金属软导线下悬挂一质量为m的小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动, 圆锥的偏角为0,,磁感应强度为B,则 C.金属导线中产生的感应电动势的大小E=-BL2J—-— sii?0 2 N Leos。 D.金属导线中产生的感应电动势的大小E=-BL. —sin20 2 VLcos6» -^―,选项A正确B错误; Leos。 【参考答案】.AC