第二章 2.2. 导体切割磁感线时的感应电动势-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019 江苏专用)

第2课时 导体切割磁感线时的感应电动势 第1关练速度 30mn为准，你的时间： B.从抛出到落地的过程中，电子不断从b向 题型1导体平动切割磁感线产生电动势 a定向移动 1.如图所示的情况中，金属导体中产生的感应 C.单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量是 电动势为B的是 定值 D.电场力使金属棒两端分别积累了正、负 电荷 4.(2023·广东中山华侨中学 A.乙和丁 B.甲、乙、丁 期中)如图所示，匀强磁场 D.只有乙 的左边界为一竖直面，磁感 R C.甲、乙、丙、丁 2.(2023·青海西宁质 应强度大小为B、方向垂直 ×××× XX 检)如图所示，MN.PQ Rx×××× 纸面向里，范围足够大由 为两条平行放置的金 XX 导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水 属导轨，左端接有定值电阻R,金属棒ab斜 平速度，垂直磁场方向匀速进人匀强磁场.当 放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强 圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场 度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属 的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心， 棒与两导轨接触点之间的距离为L,金属棒 已知∠aOb=120°，则a、b两点的电势差为 与导轨间夹角为60°，以速度：水平向右匀速 ( 运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中 23 的电流为 ( A.3 BRo B. 3 BR A.I=BLo B.I=/3BLn R 2R 2 C. 3 BRo D._3BRp 3 BLv C.I=2R D.13B 题型2导体转动切割磁感线产生电动势 3R 3.(2023·山东德州一中质 5.(2023·黑龙江哈八中期末)如图所示，ab为 检)如图所示，空间中某区 固定在水平面上的半径为、圆心为O的金属 域内存在竖直向下的匀强磁 半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M.金属 场，将一水平放置的金属棒 棒一端固定在0点，另一端P绕过O点的轴， ab从磁场外紧贴磁场边缘以某一速度水平抛 在水平面内以角速度为ω逆时针匀速转动， 出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始 该过程棒与圆弧良好接触整个空间分布着竖 终保持水平且未离开磁场区域.下列说法正 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B,已知金 确的是 () 属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2！、 A.由于速率不断增大，所以感应电动势不断 总电阻为2r,M阻值为r,其余电阻忽略不计. 变大，且p.<9。 当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接 选择性必修第二册学霸042 触处记为Q点，则 () D.DPwsin20.A点电势高 A.通过M的电流方向为Oa B.通过M的电流大小··· ·P· 8.(2022·四川成都七中三模) 为 ·0 如图所示，金属圆环内外半径 6r 分别为r和2：，匀强磁场B垂 .30 C.0Q两点间电压为 直圆环平面向里，两环之间接 2 有电容器，在两环间且接触良好的金属导体ab D.PQ两点间电压为3B0 棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转，已知电容 2 器的电容为C,则下列说法正确的是 6.(2022·福建三明期中)法拉第圆盘发电机如 A.电容器c极板带负电 图所示.半径为r的导体铜圆盘绕竖直轴以角 速度ω逆时针旋转（从上往下看），匀强磁场 B.cd间电压逐渐增大 B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边 C.金属棒ab产生的电动势为Bwr2 缘接触，电刷间接有阻值为R的电阻.下列说 3 D.电容器所带电荷量为CBor 法不正确的是 ( 重难题型电磁感应中的等效电路问题 9.(2023·安徽合肥七中期中)】 如图所示，粗细均匀的、电阻为 A.电阻R中电流沿a到b方向 π的金属圆环，放在图示的匀 B.若圆盘转动的角速度恒定，则通过电阻R 强磁场中，磁感应强度为B,圆 的电流大小恒定 C电阻R两端的电压小于ar 环直径为l:长为1、电阻为。一的金属棒ab放在 2 圆环上，以。向右运动，当ab棒运动到图示 D.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变 虚线位置时，金属棒两端的电势差为() 化，则电流方向不会发生变化 7.（2023·四川广元中学期 Blvo A.0 B.Blvo C.2 lvo D.- 3 中)如图所示，导线O4长 为，在方向竖直向上，磁 10.如图所示，长度相等、电阻 感应强度为B的匀强磁场 均为r的三根金属棒AB CD、EF,用导线相连，不考 中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O 虑导线电阻此装置匀速进 的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角 为0.则OA导线中的感应电动势大小和0、A 人匀强磁场的过程（匀强磁场宽度大于AE 两点电势高低情况分别是 间距离)，则EF两端电压u随时间变化的图 ( A.Bw,0点电势高 像正确的是 B.Bd,A点电势高 C.8.0点电势商 第二章学霸043 第2关练准确率准确率>90%，你做对题 14.(2022·陕西安康期中)如 XX 11.一根弯成直角的导线放在B=×××× 图所示，在匀强磁场中有一 X 0.4T的匀强磁场中，如图所 由两段一圆弧及其半径构 ××× 示，ab=30cm,bc=40cm,当导 成的导线框CDEF,且C点和F点正好是 线以5/s的速度做切割磁感线运动时可能 产生的最大感应电动势的值为 ( 0D.0E的中点，4圆的半径0E和0D与磁 A.1.4 V B.1.0V C.0.8V D.0.6V 场边缘重合，磁场方向垂直于圆面（纸面） 12.(2023·山东潍坊高密一中期中)如图所示 向里，磁感应强度大小为B。:使该线框绕过 的半圆形闭合回路半径为a,电阻为R.虚 圆心0、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速 线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场， 转过90°，在线框中产生感应电流.现使线框 方向垂直于半圆形回路所在的平面.回路以 保持图中所示位置不变，而磁感应强度大小 速度"向右匀速进人磁场，直径CD始终 随时间均匀变化.为了产生与线框转过90 与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进 过程中同样大小的电流，则磁感应强度随时 人磁场为止，下列结论正确的是 ( 的大小应为 A,感应电流方向沿顺时针 菲头×X 间的变化率 4 方向 彩！×XXx 1x××× @Bo o 2wB。 40Bo A. B.- D. B.半圆形闭合导线所受安 D 2T T T ×××× 培力方向向右 第3关练思维宽度 难度级别：☆★★☆☆ C.感应电动势最大值2Bat 15.(2022·山东德州质检)如图，两光滑导轨水 D.感应电动势平均值E=】Bar 平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强 41 度大小为B,导轨间距最窄处为一狭缝，取 13.(2023·江苏南京金陵中学期 狭缝所在处0点为坐标原点，狭缝右侧两导 末)如图所示，将一根总电阻 轨与x轴夹角均为9，一电容为C的电容器 为R的直导线弯成一半径为 与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂 a的金属环，放在竖直平面 直，在外力F作用下从O点开始以速度向 内，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环 右匀速运动，忽略所有电阻，则 平面，在环的最高点A用铰链连接长度 A.通过金属棒的电流 为2血.电阻为的导体样B,AB由水平位 不断在增大 置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点 B.金属棒到达x时， 的线速度为”，则这时两端的电压大小为 电容器极板上的电荷量为2 BCuxotan0 C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带 ( A.Bav B.Bav C.2Bae 负电 D.Bav 3 6 3 D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 选择性必修第二册学霸044C.图丙中0~tm时间内磁通量的变化率的绝对值大于1。~ 第2节法拉第电磁感应定律 2。时间内磁通量的变化率的绝对值，所以回路在0~。时 第1课时电磁感应定律 间内产生的感应电动势大于。一2。时间内产生的感应电 动势.故C错误：D.图丁中中-t图像切线的斜率先变小后 第1关（练速度） 变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，故D正 1.C2.A 确.故选D. 3.高20 第2关（练准确率）】 4.B5.C 10.A11.B 6.D解析：A通电直导线与两线圈共平面且与两线圈距离12.B解析：A.把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线 相等，则磁感应强度大小相等，根据酸通量的定义，由于线 的条数不变，磁通量不变，故A错误：B.根据中=BSsin6, 圈面积之比是2：1，则磁通量之比为2：1，放A错误： 把线圈面积增加一倍，线圈的磁通量增加一倍，故B正 B.当电流1均匀增大，其在右边产生的磁场方向垂直于平 确：C.线圈的半径增加一倍，线圈的而积S=πR变为原 面向里且强度在变大，穿过B线圈的磁通量向里且增大， 来的4倍，磁通量为原来的4倍，故C错误：D.线圈的轴 根据楞次定律，线圈B中的感应电流方向为逆时针：同理 线与磁场方向成30°角时，磁通量为：中，=Ssin60°= 可知线圈A中的电流方向为颗时针，故B错误：C根据法 拉第电磁感应定律，A、B两线圈产生感应电动势分别为 25,当轴线与磁场方向平行时，磁通量为中，=s,即 △B △B 中，3 故D错误 中，2 则电动势之比为E,:E,=(n,S,):(n,S)=2nm,:m,故C 错误： 13.A解析：9=14=E ·△= Ar.R=n R,所以 4=n2S D.因单匝线圈的周长之比为3：2.则根据电阻定律两线圈 的电阻之比为R,:R2=(3m,):(2n2),又因两线圈电动势 B-gh 2n5 之比为E,:E,=2n1:2,则根据欧姆定律有，其电流之比 第3关（练思维宽度） 为1：2=4：3，故D正确故选D. 14.A解析：BCD.磁感应强度在0~1s内，由于磁感应强度 7.D解析：假设原来磁感线是从正面穿向背面，以此方向为 垂直纸面向里为正方向，则磁场垂直纸面向里且大小均 正，则原来的通量为中，=Sn30=。 匀增大，所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，根 据左手定划判断出圆环的下半部分所受安培力的方向向 旋转后磁感线从背面穿向正面，此时的磁通最为 上，根据法拉第电磁感应定律得线圈感应电流是不变的， 电，=-5c0s30=- 2 线框受重力、拉力和安培力，根据平衡条件得细线的拉力T =mg-F:=mg-L由于磁感应强度B随时间均匀增大。 此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是 所以圆环的下半部分所受安培力均匀增大，所以细线的 4p=1,-,1=1+ 2S,放选D 拉力T随时间均匀减小，选项BCD错误.A磁感应强度在 1~2s内.磁场不变，则没有感应电流，细线的拉力T= 8.C解析：由几何关系知三角形aMN的面积为S'= mg.而磁感应强度在2~3s内，磁感应强度B垂直纸面向 里且随时间均匀减小，同理可知感应电流方向为顺时针， 开始时穿过金属框的磁通量大小为中，=S=S。 圆环的下半部分所受安培力的方向向下，所以细线的拉 4 力T=mg+F发=mg+BL,由于磁感应强度B随时间均匀减 宋磁酒量大小为中，=3树=S, 小，所以圆环的下半部分所受安培力均匀减小，所以细线 的拉力T随时间均匀减小，磁感应强度在3~4s内，磁感 因为磁感应强度的方向发生了改变， 应强度B垂直纸面向外且随时间均匀增大，感应电流方 所以此过程中磁通量的变化量为△小=中，+中，=BS, 磁通量的变化率为A中四 向为顺时针，圆环的下半部分所受安培力的方向向上，所 △ 以细线的拉力T=mg一F发=mg-BL,由于磁感应强度B随 根据法拉第电磁感应定律得线框中的感应电动势大小为 时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培力均匀增 △中nBS 大，所以细线的拉力T随时间均匀减小.选项A正确.故 E=n ,ABD错误，故选C 选A g.D解析：根据法拉第电隘感应定律E=N4中可知回路中 第2课时导体切割磁感线时的感应电动势 产生的感应电动势大小与磁通量的变化率的绝对值成正 第1关（练速度） 比，而磁通量的变化率等于中-1图像的斜率A.图甲中磁 1.B2.B 通量恒定不变，不产生感应电动势，故A错误：B图乙中磁 3.C解析：A.因平抛运动的水平速度不变，而切割磁感线的 通量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，故B错误： 是水平速度，则根据E=BL可知，感应电动势不变，根据 参考答案学霸15 右手定则可以判断，a点电势比b点低，故A错误：B.从抛 确，BCD错误 出到落地的过程中，b与外部并没有形成闭合回路，电子 14.C解析：设OE=2r,线框的电阻为R,该线框绕过圆心 没有定向移动，故B错误：C.由于b在水平方向做匀速直 0、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动90°，在线框 线运动，所以它在单位时间内扫过的曲面在水平面的投影 面积相同，又因为穿过曲面中的磁通量等于穿过曲面在水 2? 3Bno《2-子B3 中产生的感应电流/= 2 平面投影面的磁通量，因此单位时间内山扫过的曲面中 R 的磁通量是定值，故C正确：D.洛伦兹力使金属棒两瑞分 线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变 别积累了正、负电荷，故D错误故选C 化.为了产生与线框转动90°过程中同样大小的电流，有 4.B5.D6.A 18及是a00所拟 △·R△ 7.D解析：OA导线中的感应电动势大小与长度为O'A的半 径垂直切割磁感线产生的感应电动势大小相等，有E= 有。故C正确，ABD错误 BLo,=Blim0·2=)B1sim28,根据右手定则 2 第3关（练思雏宽度） 判断可知A点电势高，D正确 15.B解析：C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正 8.D解析：A.ab棒切刺磁感线产生感应电动势，根据右手 电.C错误 定则可知，a端为低电势，b端为高电势，则电容器c极板 A由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切制长 带正电，d极板带负电，A错误：BC.根据切割磁感线产生感 度为L=2tan6,x=m,则产生的感应电动势为E= 2By'ttan 8. 应电动势有E=L=x空2二，BC错误： 2 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量 D.根据电容器电荷量的计算公式得Q=CE=3 2 CBor. 为Q=CE=2BC2ana,则流过导体棒的电流1=Q D正确.故选D 2 BCv'tan9,A错误 9.D解析：感应电动势E=B。,左右侧圆弧均为半圆，电阻 B当金属棒到达。处时，导体棒产生的感应电动势为 E=2x。lan0.则电容器的电荷量为Q=CE'=2BCx。tan9.B 均为了，并联的总电阻唧外电路电阻R=(,金属棒的电 正确， 阻等效为电源内阻'=？，金属棒两端的电势差为路端电 D.由于导体棒做匀速运动，则F=F=BL由选项A可知 流过导体棒的电流/恒定，但L与1成正比，则F为变力， 压=E原、弘。 R+73,放D正确赦选D 再根据力做功的功率公式P=Fm,可看出F为变力，n不 变，则功率P随力F变化而变化，D错误故选B. 10.B解析：设磁感应强度为B,EF=CD=AB=L,导线运动 专题探究四电磁感应中的电路问题 的速度为，仅EF进入磁场切割磁感线时，EF是电源， E 1.B解析：根据楞次定律可知，金属丝中电流沿逆时针方 AB与CD并联，BF两端电势差u+.5,×0.5r=了B: 向，A点电势高于B点：根据法拉第电磁感应定律可知金 仅CD,EF进人磁场切割磁感线时，CD、EF是并联电源， 属丝中电动势E=4 △ =L,由于金属丝粗细均匀，AB两 EF两端电势差=2B:当B,CD,EF都进人磁场切N 3 点间的电势差为电动势的一半：故选B. 磁感线时，AB、CD、EF是并联电源，EF两端电势差u= 2.C解析：A.由题可知，闭合回路中的磁感应强度向里，磁 BL故选B. 通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由流向 第2关（练准确率】 11.B12.D 6,A错误：B,矩形线圈产生的感应电动势为E,=S △ 13.A解析：导体棒AB切割磁感线产生的感应电动势为E= S,小圆线周产生的感应电动势为乙=S,兰=夕 =S2.由楞 B.2a0 2=Bm,导体棒AB相当于电源，电源的内阻为 次定律可知，两部分线圈产生的感应电动势方向相同，所 2,金属环的两个半圆部分的电阻分别为 以总电动势为E=E,+E2=(5,+52),B错误：C.通过小灯 2,两个半圆 泡的电流大小为/= Ek(S,+5 -,C正确：D.通过小灯 R+rR+r 部分的电阻是并联的，并联以后的电阻为，根据闭合电 泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为U=R= 路欧姆定律，回路中的总电流为= E 4Bav RR 3次，AB两 k(S,+S -,D错误.故选C R+r 42 3.B解析：B.M端线速度为r=a,OM转动切割磁感线产 端的电压即为路端电压，大小为U=/· 生的电动势为5=风·宁宁0，故B正确：AC当端 选择性必修第二册学霸16