高中物理 模塊十 電磁感應(yīng) 考點(diǎn)4.4 電磁感應(yīng)定律應(yīng)用之桿切割類轉(zhuǎn)動(dòng)切割問(wèn)題試題

1、考點(diǎn)4.4桿切割類之轉(zhuǎn)動(dòng)切割問(wèn)題1.當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBlBl2，如圖所示2導(dǎo)體的一部分旋轉(zhuǎn)切割磁場(chǎng)，如圖所示，設(shè)ONl1，OMl2，導(dǎo)體棒上任意一點(diǎn)到軸O的間距為r，則導(dǎo)體棒OM兩端電壓為EB(l2l1)·，其中(l2l1)為處在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，·為MN中點(diǎn)即P點(diǎn)的瞬時(shí)速度3.其他的電量與能量問(wèn)題求解與單桿模型類似。1. 一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空，該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直升機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸

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

3、小應(yīng)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(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖將銅盤放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，就可以使閉合電路獲得電流若圖中銅盤半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為.則下列說(shuō)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(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D 若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，燈泡中也會(huì)有電流流過(guò)4. 如圖所示，半徑為r的金

4、屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞O軸以角速度沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì)，R左側(cè)導(dǎo)線與圓盤邊緣接觸，右側(cè)導(dǎo)線與圓盤中心接觸)(D)A.由c到d，I B.由d到c，IC.由c到d，I D.由d到c，I5. 如圖所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒，電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將電阻R，開關(guān)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(guān)S兩端，如圖所示6.(1)開關(guān)S斷開，極板間有一帶正電q、質(zhì)量為m的粒子恰好靜止，試判斷OM的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大小(2)當(dāng)S

5、閉合時(shí)，該帶電粒子以g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則R是r的幾倍？【答案】(1)OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(2)37. 某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示一個(gè)半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 Ta點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與O端相連測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可算得鋁塊速度鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時(shí)，測(cè)得U0.15 V

6、(細(xì)線與圓盤間沒(méi)有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g10 m/s2)(1) 測(cè)U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？(2) 求此時(shí)鋁塊的速度大?。?3) 求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)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(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示.整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以

7、角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略.重力加速度大小為g.求：(1) 通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大??；(2) 外力的功率.【答案】(1)方向?yàn)镃D (2) +9. 某同學(xué)看到有些玩具車在前進(jìn)時(shí)車輪上能發(fā)光，受此啟發(fā)，他設(shè)計(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車后輪，可以增強(qiáng)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(gè)LED燈，燈可視為純電阻，每個(gè)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(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直于紙面向外的扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，扇形對(duì)應(yīng)的圓心角=30°自行車勻速前進(jìn)的速度為v=8m/s（等于車輪邊緣相對(duì)軸的線速度）不計(jì)其它電阻和車輪厚度，并忽略磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)(1) 在如圖所示裝置中，當(dāng)其中一根金屬條ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，指出