专题59 电磁感应中旋转切割模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练

2024高考物理二轮复习80热点模型 最新高考题模拟题专项训练 模型59电磁感应中的旋转切割模型 最新高考题 1. （2023高考江苏学业水平选择性考试）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（ ） A. φO > φC B. φC > φA C. φO = φA D. φO－φA = φA－φC 【参考答案】A 【名师解析】 由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知 φO > φA 其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC = φA，A正确、BC错误； 根据以上分析可知 φO－φA > 0，φA－φC = 0 则 φO－φA > φA－φC，D错误。 2. （2022山东物理）如图所示，平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在平面内以角速度顺时针匀速转动，时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（　　） A. 在到的过程中，E一直增大 B. 在到的过程中，E先增大后减小 C. 在到过程中，E的变化率一直增大 D. 在到的过程中，E的变化率一直减小 【参考答案】BC 【命题意图】本题考查电磁感应及其相关知识点。 【名师解析】 如图所示 在到的过程中，线框的有效切割长度先变大再变小，当时，有效切割长度最大为，此时，感应电动势最大，所以在到的过程中，E先增大后减小，故B正确，A错误； CD．在到的过程中，设转过的角度为，由几何关系可得 进入磁场部分线框的面积 穿过线圈的磁通量 线圈产生的感应电动势，感应电动势的变化率 对求二次导数得 在到的过程中一直变大，所以E的变化率一直增大，故C正确，D错误。 3．(2020·浙江7月选考)如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是(　　) A．棒产生的电动势为Bl2ω B．微粒的电荷量与质量之比为 C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为CBr2ω 【参考答案】B 【名师解析】由法拉第电磁感应定律可知棒产生的电动势为E＝Br·ωr＝Br2ω，选项A错误。金属棒电阻不计，故电容器两极板间的电压等于棒产生的电动势，微粒的重力与其受到的电场力大小相等，有q＝mg，可得＝，选项B正确。电阻消耗的电功率P＝＝，选项C错误。电容器所带的电荷量Q＝CU＝CBr2ω，选项D错误。 最新模拟题 1. （2024辽宁十校联合体） 如图所示，xOy平面的第一、三象限内充满垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框始终在O点的顶点环绕，在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，时刻，金属框开始进入第一象限，已知匀强磁场的磁感应强度为B，金属框的总电阻为R，规定顺时针方向为电流的正方向，不考虑自感影响，关于金属框中感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【参考答案】A 【名师解析】 如图所示。 在t=0到的过程中，即金属框顺时针转过90°的过程中，金属框切割磁感线的有效切割长度先变大后变小，根据转动切割感应电动势的计算公式 E=Bω2l 可知E先增大后减小，感应电流先增加后减小，根据楞次定律可知，电流方向为顺时针方向，即正方向；在t=0到的过程中，由圆周运动公式可知 θ=ωt 根据几何关系和三角形的面积公式可得 则穿过线圈的磁通量为 对上述的表达式由数学知识得 由此可知，在t=0到的过程中，E的变化率一直增大，感应电流的变化率一直增加；同理可得在到的过程中，E的变化率一直减小，感应电流的变化率一直减小；故A正确，BCD错误。 2.(多选)(2023·广东深圳市光明区高级中学模拟)发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具．某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图所示，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逆时针(俯视)匀速转动．圆环上接有三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角．在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下、磁感应强度大小为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(二极管)相连．除