第2章 第2节 第2课时 导体切割磁感线的感应电动势-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

白题基础过关练 第2课时导体切割 题型1导体平动切割磁感线产生电动势 1.如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电 动势为Bw的是 甲 A.乙和丁 B.甲、乙、丁 C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙 2.（2023·青海西宁质 M ××××××× 检)如图所示，MN、PQ Rx×××× 为两条平行放置的金 ×T××60x 0 属导轨，左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放 在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度 为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒 与两导轨接触点之间的距离为L,金属棒与导 轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运 动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的 电流为 A.I=BLu R B.I=/3BLo 2R C.1=BLv D.I=/3BLu 2R 3R 3.(2023·山东德州一中质检) 如图所示，空间中某区域内 存在竖直向下的匀强磁场， 将一水平放置的金属棒ab 从磁场外紧贴磁场边缘以某一速度水平抛 出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终 保持水平且未离开磁场区域.下列说法正确 的是 A.由于速率不断增大，所以感应电动势不断 变大，且p。<P。 B.从抛出到落地的过程中，电子不断从b向a 第二章 磁感线的感应电动势 限时：30min 定向移动 C.单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量是 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 X 期中)如图所示，匀强磁场 + 的左边界为一竖直面，磁感 R 应强度大小为B、方向垂直 纸面向里，范围足够大.由 导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水 平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场.当 圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场 的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心， 已知∠a0b=120°，则a、b两点的电势差为 ( 2 A.√3BR 3 BRo B. c. 2w 3 BRo D._3BRo 3 题型2导体转动切割磁感线产生电动势 5.（2023·黑龙江哈八中期末)如图所示，ab为 固定在水平面上的半径为1、圆心为0的金属 半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M.金属 棒一端固定在0点，另一端P绕过0点的轴， 在水平面内以角速度为ω逆时针匀速转动， 该过程棒与圆弧良好接触.整个空间分布着竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B,已知金 属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2、 总电阻为2r,M阻值为r,其余电阻忽略不计. 当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接 触处记为Q点，则 ( P。 黑白题043 A.通过M的电流方向为O→a Pw B.通过M的电流大小为 C.OQ两点间电压为 Pw D.PQ两点间电压为3Bw 2 6.(2022·福建三明期中)法拉第圆盘发电机如 图所示.半径为π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竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘 接触，电刷间接有阻值为R的电阻.下列说法 不正确的是 ) A.电阻R中电流沿a到b方向 B.若圆盘转动的角速度恒定，则通过电阻R 的电流大小恒定 C.电阻R两端的电压小于2Br D.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变 化，则电流方向不会发生变化 7.（2023·四川广元中学期 中)如图所示，导线OA长 为，在方向竖直向上，磁感 应强度为B的匀强磁场中 以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点0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O、A两点 电势高低情况分别是 A.B1w,0点电势高 B.B1w,A点电势高 C8以oara,O点电势高 1 D.BPwsin20,A点电势高 2 选择性必修第二册·JK 8.（2022·四川成都七中三模)》 如图所示，金属圆环内外半 径分别为r和2，匀强磁场B 垂直圆环平面向里，两环之间 接有电容器，在两环间且接触良好的金属导体αb 棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转，已知电容器 的电容为C,则下列说法正确的是 ( A.电容器c极板带负电 B.cd间电压逐渐增大 C.金属棒ab产生的电动势为Bwr D.电容器所带电荷级为CRa 重难聚焦 题型电磁感应中的等效电路问题 9.(2023·安徽合肥七中期中)》 a 如图所示，粗细均匀的、电阻 为r的金属圆环，放在图示的 匀强磁场中，磁感应强度为 B,圆环直径为，长为1电阻为2的金属棒 ab放在圆环上，以，向右运动，当ab棒运动 到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为 BWvo Blvo A.0 B.BWo C.2 D. 3 10.如图所示，长度相等、电阻 均为r的三根金属棒AB、 CD、EF,用导线相连，不考 .B D F 虑导线电阻.此装置匀速进入匀强磁场的过 程（匀强磁场宽度大于AE间距离），则EF 两端电压u随时间变化的图像正确的是 黑白题044 黑题应用提优练 第2课时导体切脚 1.一根弯成直角的导线放在B=×××6× ×××× 0.4T的匀强磁场中，如图所示， ab=30cm,bc=40cm,当导线以 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 A.1.4V B.1.0V C.0.8V D.0.6V 2.(2023·山东潍坊高密一中期中)如图所示的 半圆形闭合回路半径为a,电阻为R.虚线MW 右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂 直于半圆形回路所在的平面.回路以速度v向 右匀速进人磁场，直径CD始终与MN垂直.从 D点到达边界开始到C点进人磁场为止，下 列结论正确的是 ( A.感应电流方向沿顺时针方向 B.半圆形闭合导线所受安培力方向向右 C.感应电动势最大值2Baw D.感应电动势平均值正-Bam 3.(2023·江苏南京金陵中学期 末)如图所示，将一根总电阻为 R的直导线弯成一半径为a的 金属环，放在竖直平面内，磁感应强度为B的 匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为2，电吼为的导休棒AB, AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位 置时，B点的线速度为v,则这时两端的电压大 小为 ( B.Bav C.2Bau D.Bav 6 3 第二章 磁感线的感应电动势 限时：20min 4.（2022·陕西安康期中)如图E×××××× 所示，在匀强磁场中有一由 XB,×× + × 两段，圆弧及其半径构成的 ×X××× D 导线框CDEF,且C点和F点正好是OD、OE 的中点，4圆的半径OE和OD与磁场边缘重 合，磁场方向垂直于4圆面（纸面）向里，磁感 应强度大小为B。;使该线框绕过圆心O、垂直 于半圆面的轴以角速度ω匀速转过90°，在线 框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位 置不变，而磁感应强度大小随时间均匀变化 为了产生与线框转过90°过程中同样大小的 电流，则磁感应强度随时间的变化率4的大 △t 小应为 Bo ωBO 2@Bo 4wBo A. B. C. D. 2T T T 压轴挑战 5.(2022·山东德州质检)如图，两光滑导轨水 平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强 度大小为B,导轨间距最窄处为一狭缝，取狭 缝所在处0点为坐标原点，狭缝右侧两导轨 与x轴夹角均为0，一电容为C的电容器与 导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂 直，在外力F作用下从O点开始以速度v向 右匀速运动，忽略所有电阻，则 A.通过金属棒的电流 不断在增大 B.金属棒到达xo时， 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 负电 D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 进阶突破拔高练PO9 黑白题045第2节法拉第电磁感应定律 白题基础过关练 第1课时电磁感应定律 1.C 2.AD 3.高20 4.B5.C 6.D解析：A.通电直导线与两线圈共平面且与两线圈距离相 等，则磁感应强度大小相等，根据磁通量的定义，由于线圈面 积之比是2：1，则磁通量之比为2：1，故A错误；B.当电流1 均匀增大，其在右边产生的磁场方向垂直于平面向里且强度 在变大，穿过B线圈的磁通量向里且增大，根据楞次定律， 线圈B中的感应电流方向为逆时针；同理可知线圈A中的 电流方向为顺时针，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 B=n总品=， △B。 则电动势之比为E1:E2=(n1S1):（n2S2)=2n1:n2,故 C错误； 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=(3n1):(2n2),又因两线圈电动势 之比为E::E2=2m1:n2,则根据欧姆定律有，其电流之比为 1:12=4:3,故D正确故选D. 7.D解析：假设原来磁感线是从正面穿向背面，以此方向 为正，则原米的磁通量为么=RS加30=之4， 旋转后磁感线从背面穿向正面，此时的磁通量为 Φ2=-BScos30=-)BS、 此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是 △市=1，-，1=1+5S,故选D 2 8.C解析：由几何关系知三角形aMN的面积为S'= 开始时穿过金属框的磁通量大小为中，=BS"=】BS, 4 末磁通量大小为中，=3BS=子BS, 因为磁感应强度的方向发生了改变， 所以此过程中磁通量的变化量为△中=中2+中，=BS, 磁通量的变化率为A中BS △t’ 根据法拉第电磁感应定律得线框中的感应电动势大小为 E=nAP=nBS △=，ABD错误，故选C 9.D解析：根据法拉第电磁感应定律E=V可知回路中羽 生的感应电动势大小与磁通量的变化率的绝对值成正比，而 选择性必修第二册·JK 磁通量的变化率等于中-t图像的斜率.A.图甲中磁通量恒定 不变，不产生感应电动势，故A错误：B.图乙中磁通量的变化 率不变，产生的感应电动势恒定，故B错误；C.图丙中0~t。 时间内磁通量的变化率的绝对值大于。~2。时间内磁通量 的变化率的绝对值，所以回路在0~。时间内产生的感应电 动势大于。~2时间内产生的感应电动势，故C错误；D.图 丁中Φ-t图像切线的斜率先变小后变大，所以回路产生的 感应电动势先变小再变大，故D正确.故选D. 黑题应用提优练 第1课时电磁感应定律 1.A2.B 3.BD解析：A.穿过线圈的磁通量可表示为中=BScos30°= √5 BS,与线圈的匝数无关，A错误；B,把线圈面积S增加 一倍或把磁感应强度B增加一倍，均能使穿过线圈的磁通 量增加一倍，BD正确；C.转动线圈使得轴线与磁场方向平 行，则穿过线圈的磁通量变为中'=BS,对比原来的磁通量可 知，并未增加一倍，C错误故选BD. 4.A解析：q=I△1= _E.△= R Ch△ΦAt-n△电=n2BS,所以 At·Rsn B=9R 2nS 压轴挑战 5.A解析：BCD.磁感应强度在0~1s内，由于磁感应强度垂 直纸面向里为正方向，则磁场垂直纸面向里且大小均匀增 大，所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，根据左手 定则判断出圆环的下半部分所受安培力的方向向上，根据法 拉第电磁感应定律得线圈感应电流是不变的，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安=mg BL由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半 部分所受安培力均匀增大，所以细线的拉力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=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，圆环的下半部分所受安培力的方 向向下，所以细线的拉力T=mg+F安=mg+BIL,由于磁感应 强度B随时间均匀减小，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，磁感应强度B垂直纸面向外且随时间均匀增 大，感应电流方向为顺时针，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-F安=mg-BIL,由于磁感 应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培 力均匀增大，所以细线的拉力T随时间均匀减小选项A正 确故选A. 白题基础过关练第2课时导体切割磁感线的感应电动势 1.B2.B 黑白题18 3.C解析：A.因平抛运动的水平速度不变，而切割磁感线的是 水平速度，则根据E=BLn可知，感应电动势不变，根据右手 定则可以判断，a点电势比b点低，故A错误：B.从抛出到落 地的过程中，αb与外部并没有形成闭合回路，电子没有定向 移动，故B错误：C.由于ab在水平方向做匀速直线运动，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平面投影面的 磁通量，因此单位时间内αb扫过的曲面中的磁通量是定值， 故C正确；D.洛伦兹力使金属棒两端分别积累了正、负电荷， 故D错误.故选C. 4.B解析：当圆环运动到题中图示位置时，根据几何关系可 知圆环切割磁感线的有效长度为√3R,产生的感应电动势 E=5BR,设圆环的总电阻为Ra,电路中的电流1=三，圆 环处于题中图示位置时，外电路的电阻值风，=子R,根据 欧姆定律可知U=R=2R根据右手定则可，。点的 电势高于6点的电势，则a,b两点的电势差U-2 38R,故 选B. 5.D6.A 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= L=0.o0oen0,根据右手定到 2 断可知A点电势高，D正确. 8.D解析：A.αb棒切割磁感线产生感应电动势，根据右手定 则可知，α端为低电势，b端为高电势，则电容器c极板带正 电，d极板带负电，A错误；BC.根据切割磁感线产生感应电 动势有B==8ox空2-子r2,BC筛误， 2 D根据电容器电荷量的计算公式得Q=CB=CBo, D正确.故选D. 9.D解析：感应电动势E=Bv。,左右侧圆弧均为半圆，电阻均 为？，并联的总电阻即外电路电阻R=4,金属棒的电阻等 效为电源内阻r?,金属棒两端的电势差为路端电压U- 学放D正疏故金n 1O.B解析：设磁感应强度为B,EF=CD=AB=L,导线运动的 速度为v,仅EF进入磁场切割磁感线时，EF是电源，AB与 CD并联，BF网端电势老，s05r写L仅CD.BF 进人磁场切割磁感线时，CD、EF是并联电源，EF两端电势 参考答案与解析 差u=子：当AB,CD,EF都进入磁场切割磁感线时，AB CD、EF是并联电源，EF两端电势差u=BL.故选B. 黑题应用提优练第2课时导体切割磁感线的感应电动势 1.B2.D 3.A解析：导体棒AB切割磁感线产生的感应电动势为E= B·2a0=Ba,导体棒B相当于电源，电源的内阻为 金属环的两个半圆部分的电阻分别为？，两个半圆部分的 电阻是并联的，并联以后的电阻为尽，根据闭合电路欧姆定 律，回路中的总电流为1上RR=4,AB两端的电压即为 42 略端电压，大小为U=令，放A正确，BCD错误 4.C解析：设OE=2r,线框的电阻为R,该线框绕过圆心O、垂 直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动90°，在线框中产生的 (2)- 2 Bowr?3 感应电流I=- 2 har? R R 一线框保持图中 所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线 框转动90°过程中同样大小的电流，有1=AB·S_AB. △t·R△t 京日兰需所以有02学放 1△B3mm2 C正确，ABD错误 压轴挑战 5.B解析：C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电， C错误. A.由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L=2xtan0,x=t,则产生的感应电动势为E=2 Bv'ttan0. 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q=CB=2 BGvtan0,则流过导体棒的电流1=？ 2 BCv'tan0,A错误 B当金属棒到达x处时，导体棒产生的感应电动势为 E'=2 Buxotan0,则电容器的电荷量为Q=CE'=2 BCuxotan0, B正确. D.由于导体棒做匀速运动，则F=F客=BIL.由选项A可知流 过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根 据力做功的功率公式P=F,可看出F为变力，v不变，则功 率P随力F变化而变化，D错误.故选B. 专题探究四电磁感应中的电路问题 黑题 专题强化练 1.B解析：根据楞次定律可知，金属丝中电流沿逆时针方 黑白题19