高中物理 模塊十 電磁感應 考點4.4 電磁感應定律應用之桿切割類轉動切割問題試題

1、考點4.4桿切割類之轉動切割問題1.當導體在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉動時，產(chǎn)生的感應電動勢為EBlBl2，如圖所示2導體的一部分旋轉切割磁場，如圖所示，設ONl1，OMl2，導體棒上任意一點到軸O的間距為r，則導體棒OM兩端電壓為EB(l2l1)·，其中(l2l1)為處在磁場中的長度，·為MN中點即P點的瞬時速度3.其他的電量與能量問題求解與單桿模型類似。1. 一直升機停在南半球的地磁極上空，該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B，直升機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉動螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸

2、端為b，如圖所示如果忽略a到轉軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的感應電動勢，則(A)A. Efl2B，且a點電勢低于b點電勢B. E2fl2B，且a點電勢低于b點電勢C. Efl2B，且a點電勢高于b點電勢D. E2fl2B，且a點電勢高于b點電勢2. 如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大

3、小應為(C)A.B.C.D.3. （多選）如下圖所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉動銅盤的角速度為.則下列說法正確的是(BC)A 回路中有大小和方向作周期性變化的電流B 回路中電流大小恒定，且等于C 回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉的銅盤D 若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場，不轉動銅盤，燈泡中也會有電流流過4. 如圖所示，半徑為r的金

4、屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場B中，繞O軸以角速度沿逆時針方向勻速轉動，則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計，R左側導線與圓盤邊緣接觸，右側導線與圓盤中心接觸)(D)c到d，Id到c，Ic到d，Id到c，I5. 如圖所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計，放置在垂直于紙面向里，磁感應強度為B的勻強磁場中，環(huán)內(nèi)有一導體棒，電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉動將電阻R，開關S連接在環(huán)上和棒的O端，將電容器極板水平放置，兩極板間距為d，并聯(lián)在電阻R和開關S兩端，如圖所示6.(1)開關S斷開，極板間有一帶正電q、質量為m的粒子恰好靜止，試判斷OM的轉動方向和角速度的大小(2)當S閉合時，該帶電粒子以g的加速

5、度向下運動，則R是r的幾倍？【答案】(1)OM應繞O點逆時針轉動(2)37. 某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示一個半徑為R0.1 m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸上轉軸的左端有一個半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B0.5 Ta點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時，測得U0.15 V(細線與圓盤間沒有滑動，金屬

6、棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g10 m/s2)(1) 測U時，與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？(2) 求此時鋁塊的速度大??；(3) 求此下落過程中鋁塊機械能的損失【答案】(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J8. 半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質量為m且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示.整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為BC點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導體棒在水平外力作用下以角速度繞Og.求：(1) 通過電阻R的感應電流的方向和大

7、?。?2) 外力的功率.【答案】(1)方向為CD (2) +9. 某同學看到有些玩具車在前進時車輪上能發(fā)光，受此啟發(fā)，他設計了一種帶有閃爍燈的自行車后輪，可以增強夜間騎車的安全性如圖所示為自行車后車輪，其金屬輪軸半徑可以忽略，金屬車輪半徑r=0.4m，其間由絕緣輻條連接（絕緣輻條未畫出）車輪與輪軸之間均勻地連接有4根金屬條，每根金屬條中間都串接一個LED燈，燈可視為純電阻，每個燈的阻值為R=0.3并保持不變車輪邊的車架上固定有磁鐵，在車輪與輪軸之間形成了磁感應強度B=0.5T，方向垂直于紙面向外的扇形勻強磁場區(qū)域，扇形對應的圓心角=30°自行車勻速前進的速度為v=8m/s（等于車輪邊緣相對軸的線速度）不計其它電阻和車輪厚度，并忽略磁場邊緣效應(1) 在如圖所示裝置中，當其中一根金屬條ab進入