第三节 电磁感应规律的应用 (分值:100分) 选择题1~7题,每小题9分,共63分。 基础对点练 题组一 法拉第发电机的原理 1.1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机,它是利用电磁感应的原理制成的。下列四幅图中的图A、B中磁场方向与铜盘平行;图C、D中磁场方向与铜盘垂直,C图中磁场区域仅在甲、丙之间,D图中磁场区域仅在甲、乙之间。从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针转动,电阻R中有电流且方向沿纸面向上的是 ( ) A B C D 2.(多选)我们生活的北半球,地磁场有竖直向下的分量。如图所示,夏天,我们在教室里抬头就看到正在转动的金属材质的电风扇。已知叶片端点A到转轴O的长度为l,电风扇正在以转速n顺时针转动,则下列说法中正确的是 ( ) A点的电势比O点的电势高 A点的电势比O点的电势低 AO上的电动势为nπBl2 扇叶长度越短,电势差UAO的数值越大 3.如图为法拉第圆盘发动机的示意图,半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿俯视看顺时针方向匀速转动,不计铜盘及导线的电阻,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是 ( ) 由a到b,I= 由b到a,I= 由a到b,I= 由b到a,I= 4.(2024·广东惠州高二期中)如图所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置,a端处在圆形磁场的边界,现使杆绕a端以角速度ω逆时针匀速旋转180°,在旋转过程中 ( ) b端的电势始终高于a端 ab杆电动势最大值E=BR2ω 全过程中,ab杆平均电动势=BR2ω 瞬时电动势随时间先均匀增大,后均匀减少 题组二 电磁感应中的动力学问题 5.如图所示,U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上,ab和dc边平行且足够长,间距为L,整个金属框电阻可忽略且置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。一根长度也为L、电阻为R的导体棒MN置于金属框上,用大小为F的水平恒力向右拉动金属框,运动过程中,MN与金属框保持良好接触且固定不动,则金属框最终的速度大小为 ( ) 0 6.(多选)如图所示,MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨,已知导轨足够长,且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。开始时,将开关S断开,让杆ab由静止开始自由下落,一段时间后,再将S闭合,若从S闭合开始计时,则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像可能是 ( ) A B C D 综合提升练 7.如图所示是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接触。若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R,从左往右看,铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则 ( ) 回路中感应电流大小不变,为 回路中感应电流方向不变,为C→R→D→C 电势φC>φD 由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流 8.(10分)(2023·天津卷,10)如图,有一正方形线框静止悬挂着,其质量为m、电阻为R、边长为l。空间中有一个三角形磁场区域,其磁感应强度大小为B=kt(k>0),方向垂直于线框所在平面向里,且线框中磁场区域的面积为线框面积的一半,已知重力加速度为g,求: (1)(5分)感应电动势E; (2)(5分)线框开始向上运动的时刻t0。 9.(12分)(2024·广东潮州高二期末)轻质细线吊着一由同种均匀导线绕成的正方形单匝线框abcd,线框质量为m=0.24 kg,边长为L=2 m,其总电阻为r=0.4 Ω。在线框的中间位置以上区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(g取10 m/s2) (1)(4分)判断线框中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针; (2)(4分)求整个线框4 s内产生的焦耳热; (3)(4分)若细线能承受的最大拉力F为3 N,则刚要断时磁感应强度大小 ... ...
