2023版新教材高中物理第2章電磁感應專項3導體轉動切割磁感線問題課時作業(yè)新人教版選擇性必修第二冊

專項3導體轉動切割磁感線問題1.[2023·山東威海市高二期末]如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，一導體棒ab繞O點在垂直于磁場的平面內勻速轉動，角速度為ω，Oa＝ab＝L，導體棒產生的感應電動勢大小為()A．BL2ωB．eq\f(BL2ω,2)C．eq\f(3BL2ω,2)D．eq\f(5BL2ω,2)2．[2023·福建三明高二期末]如圖所示為法拉第圓盤發(fā)電機，一半徑為r的導體銅圓盤繞豎直軸以角速度ω逆時針旋轉(從上往下看)，勻強磁場B豎直向上，兩電刷分別與圓盤中心軸和邊緣接觸，電刷間接有阻值為R的電阻．下列說法正確的是()①電阻R中電流沿a到b方向②電阻R中電流沿b到a方向③電阻R兩端的電壓等于eq\f(1,2)Bωr2④電阻R兩端的電壓小于eq\f(1,2)Bωr2A．①③B．②③C．①④D．②④3.[2023·遼寧大連八中高二期中]如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上．當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉動時，a、b、c三點的電勢分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長度為l，下列判斷正確的是()A．φa>φc，金屬框中無電流B．φb>φc，金屬框中電流方向沿a→b→c→aC．Ubc＝－eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中無電流D．Uac＝eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中電流方向沿a→c→b→a4．(多選)如圖甲是法拉第圓盤發(fā)電機的照片，乙是圓盤發(fā)電機的側視圖，丙是發(fā)電機的示意圖．設CO＝r，勻強磁場的磁感應強度為B，電阻為R，圓盤順時針轉動的角速度為ω()A．感應電流方向由D端經電阻R流向C端B．銅盤產生的感應電動勢E＝eq\f(1,2)Br2ωC．設想將此圓盤中心挖去半徑為eq\f(r,2)的同心圓，其他條件不變，則感應電動勢變?yōu)閑q\f(3,8)Br2ωD．設想將此圓盤中心挖去半徑為eq\f(r,2)的同心圓，其他條件不變，則感應電動勢變?yōu)閑q\f(1,8)Br2ω5.[2023·重慶西南大學附中高二上期末]如圖所示，ab為固定在水平面上的半徑為l、圓心為O的金屬半圓弧導軌，Oa間用導線連接一電阻M.金屬棒一端固定在O點，另一端P繞過O點的軸，在水平面內以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動，該過程棒與導軌接觸良好．整個空間分布著豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B，已知金屬棒由同種材料制成且粗細均勻，棒長為2l、總電阻為2r，電阻M的阻值為r，其余電阻忽略不計．當棒轉到圖中所示的位置時，棒與導軌的接觸處為金屬棒上的Q點，則()A．通過M的電流方向為O→aB．通過M的電流大小為eq\f(Bl2ω,6r)C．O、Q兩點間的電壓為eq\f(Bl2ω,2)D．P、Q兩點間的電壓為eq\f(3Bl2ω,2)[答題區(qū)]題號12345答案專項3導體轉動切割磁感線問題1．答案：C解析：根據(jù)題意，由公式v＝ωr可得，導體棒上a點的速度為va＝ωL導體棒上b點的速度為vb＝ω·2L則導體棒產生的感應電動勢大小為E＝BLeq\o(v,\s\up6(－))＝BLeq\f(va＋vb,2)＝eq\f(3,2)BL2ω，故選C.2．答案：D解析：圓盤轉動時，相當于每條半徑都在切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷出，電阻R中電流沿b到a方向，若圓盤轉動的角速度恒定，則圓盤轉動時產生的感應電動勢大小為E＝Breq\o(v,\s\up6(－))，eq\o(v,\s\up6(－))＝ω×eq\f(r,2)解得E＝eq\f(Br2ω,2)電阻R兩端的電壓為外電路電壓小于感應電動勢，即UR<eq\f(Br2ω,2)，故A、B、C錯誤，D正確．3．答案：C解析：由題意可知，穿過金屬框的磁通量不變，則金屬框中無感應電流產生；同時，由右手定則可知φa<φc，φb<φc，故A、B錯誤；由題意及上述分析可知Ubc＝φb－φc<0，Uac＝φa－φc<0，故C正確，D錯誤．4．答案：BC解析：根據(jù)丙圖，由右手定則可知感應電流由C端經電阻R流向D端，選項A錯誤；銅盤產生的感應電動勢E＝BLeq\o(v,\s\up6(－))＝Breq\f(v,2)＝Br·ωeq\f(r,2)＝eq\f(1,2)Br2ω，選項B正確；由B可知，銅盤產生的感應電動勢E＝eq\f(1,2)Br2ω，同理可求得挖去半徑為eq\f(r,2)的同心圓產生的電動勢E′＝eq\f(1,2)Bωeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up12(2)＝eq\f(1,8)Br2ω，故此圓盤挖去同心圓后，產生的電動勢E″＝E－E′＝eq\f(1,2)Br2ω－eq\f(1,8)Br2ω＝eq\f(3,8)Br2ω，選項C正確，D錯誤．5．答案：D解析：根據(jù)右手定則可知，金屬棒O端為負極，Q端為正極，則通過M的電流方向為a→O，故A錯誤；金屬棒轉動產生的感應電動勢E＝Bl·eq\f(ωl,2)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(Bl2ω,4r)，故B錯誤；由于其余電阻忽略不計，則O、Q兩點間的電壓U＝E－Ir＝eq\f(Bl2ω,4)，故C