2018年高考物理二轮复习 100考点千题精练 第十章 电磁感应 专题10.9 转动切割磁感线问题

专题10.9 转动切割磁感线问题

一．选择题

1. (2018洛阳联考)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲).它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上第一台发电机.图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触.使铜盘转动,电阻R 中就有电流通过.若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,下列说法中正确的是

( )

A. 铜片D 的电势高于铜片C 的电势

B. 电阻R 中有正弦式交变电流流过

C. 铜盘转动的角速度增大1倍,流过电阻R 的电流也随之增大1倍

D. 保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 【参考答案】C

【名师解析】根据右手定则，铜片中电流方向为D 指向C ，由于铜片是电源，所以铜片D 的电势低于铜片

C 的电势，选项A 错误；电阻R 中有恒定的电流流过，选项B 错误；铜盘转动的角速度增大1倍,，根据转

动过程中产生的感应电动势公式E ＝12BL 2

ω，产生是感应电动势增大1倍，根据闭合电路欧姆定律，流过电

阻R 的电流也随之增大1倍，选项C 正确；保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中没

有电流产生，选项D 错误。

2.如图所示为一圆环发电装置，用电阻R ＝4 Ω的导体棒弯成半径L ＝0.2 m 的闭合圆环，圆心为O ，COD 是一条直径，在O 、D 间接有负载电阻R 1＝1 Ω。整个圆环中均有B ＝0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻

r ＝1 Ω的导体棒OA 贴着圆环做匀速运动，角速度ω＝300 rad/s ，则( )

2

A.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为1 W

B.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为2 W

C.全电路最大功率为3 W

D.全电路最大功率为4.5 W 【参考答案】

AD

3.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(

)

A.由c 到d ，I ＝Br 2ω

R

B.由d 到c ，I ＝Br 2ω

R

C.由c 到d ，I ＝Br 2ω

2R

D.由d 到c ，I ＝Br 2ω

2R

【参考答案】D

3

4（2018河南八市重点高中联考）如图所示，导体杆OP 在作用于OP 中点且垂直于OP 的力作用下，绕O 轴沿半径为r 的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B ，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则

A ．外力的大小为2

B ．外力的大小为2

C

D ．导体杆旋转的角速度为22

Br 【参考答案】C

【名师解析】设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E =

12

Br 2

ω，I=E/R ，根据题述回路中的电功率为P ，则P=EI ；设维持导体杆匀速转动的外力为F ，则有：P=Fv /2，v=r ω，联立解得F

，ω

，选项C 正确ABD 错误。 5. 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θ，，磁感应强度为B ，则

4

A ．摆球转动的角速度为ω

B ．摆球转动的角速度为ω

C ．金属导线中产生的感应电动势的大小E=

12

BL

sin 2

θ

D ．金属导线中产生的感应电动势的大小E=

12

2

θ

【参考答案】

AC

6.（2018湖南长郡中学实验班选拔考试）如图所示，x 轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框OMN 绕O 点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流I 顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流I 及ON 边所受的安培力大小F 随时间t 的变化示意图正确的是

【参考答案】

AD

7.(2016·河北正定模拟)如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，

O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是(

)

A.将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置

B.将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置

C.将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置

D.将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置

【参考答案】

B

5

6

8.如图所示为一圆环发电装置，用电阻R ＝4 Ω的导体棒弯成半径L ＝0.2 m 的闭合圆环，圆心为O ，COD 是一条直径，在O 、D 间接有负载电阻R 1＝1 Ω。整个圆环中均有B ＝0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r ＝1 Ω的导体棒OA 贴着圆环做匀速运动，角速度ω＝300 rad/s ，则(

)

A.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为1 W

B.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为2 W

C.全电路最大功率为3 W

D.全电路最大功率为4.5 W 【参考答案】AD

【名师解析】当OA 到达OC 处时，圆环的电阻为1 Ω，与R 1串联接入电源，外电阻为2 Ω，棒转动过程中产生的感应电动势E ＝12

BL 2

ω＝3 V ，圆环上分压为1 V ，所以圆环上的电功率为1 W ，A 正确，B 错误；当

OA 到达OD 处时，圆环中的电阻为零，此时电路中总电阻最小，而电动势不变，所以电功率最大为P ＝

E 2

R 1＋r

＝4.5 W ，C 错误，D 正确。

9.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(

)

A.由c 到d ，I ＝Br 2ω

R

B.由d 到c ，I ＝Br 2ω

R

C.由c 到d ，I ＝Br 2ω

2R

D.由d 到c ，I ＝Br 2ω

2R

【参考答案】D