2023年高三物理二輪復(fù)習(xí)練19 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的四種電動(dòng)勢(shì)

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破

專題19電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的四種電動(dòng)勢(shì)

專練目標(biāo)______________________________專練內(nèi)容______________________________

目標(biāo)1高考真題(IT—4T)

目標(biāo)2感生電動(dòng)勢(shì)(5T—8T)

目標(biāo)3平動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)(9T—12T)

目標(biāo)4轉(zhuǎn)動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)(13T—16T)

目標(biāo)5交變電動(dòng)勢(shì)(17T—20T)

【典例專練】

一、高考真題

1.將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為耳，小圓面積均為邑，垂直線圈平面

方向有一隨時(shí)間f變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=8。+燈，紇和%均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大

小為()

A.監(jiān)B.5kS2C.k(S?-5S2)D.?(SI+5S2)

2.如圖所示，將一通電螺線管豎直放置，螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=公的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為夕、高度為h、半徑為八厚度為d(d<G),

則(

>∕;

A.從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?/p>

圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為生

C.圓管的熱功率大小為空魯-

D.輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小

3.迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之

間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的共同作用下，導(dǎo)體繩中形成指向地心的電

流，等效總電阻為人導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為/的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。已知衛(wèi)星

離地平均高度為，，導(dǎo)體繩長(zhǎng)為L(zhǎng)a《"），地球半徑為R,質(zhì)量為軌道處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向

垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得，電池電動(dòng)勢(shì)為（）

遠(yuǎn)地子衛(wèi)星

速度

導(dǎo)體繩

近地子衛(wèi)星II

N1赤道平面

4.如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌"c?和de,ab與加平行，6c是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧能

左側(cè)和扇形O加內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的。端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧6c接觸良好,

初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿OP繞。點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從b到C勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回

路中始終有電流，則此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有（）

aM

B

-3?

A.桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定

B.桿OP受到的安培力不變

C.桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.桿MN中的電流逐漸減小

二、感生電動(dòng)勢(shì)

5.將四根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖甲、乙、丙、丁的線圈，其中大圓面積均為E，小圓面積均為邑,

垂直線圈平面有一向外的隨時(shí)間f變化的磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=練+k，為和%均為大于0的常量，下

A.甲圖的大圓中感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

B.乙圖的大圓和小圓總電動(dòng)勢(shì)為S?）

C.丙圖的大圓和小圓總電動(dòng)勢(shì)為MSLS2）

D.丁圖的大圓和小圓所受安培力的合力不為零

6.如圖（“），邊長(zhǎng)為d的單匝正方形導(dǎo)線框固定在水平紙面內(nèi)，線框的電阻為心虛線MN恰好將線框分

為左右對(duì)稱的兩部分，在虛線MN左側(cè)的空間內(nèi)存在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，規(guī)定垂直于紙面向里為磁場(chǎng)

的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度5隨時(shí)間f變化的規(guī)律如圖（6）。虛線/WN右側(cè)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小恒為舔。下列說(shuō)法正確的是（）

A.f。時(shí)刻，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為噂

B?f。時(shí)刻，線框所受安培力的合力為O

C.2%時(shí)刻，線框受到的安培力大小為警U

D.在2/。內(nèi)通過(guò)線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為馴1

IR

7.正三角形硬質(zhì)金屬框Mc用細(xì)線懸掛在空間，處于靜止?fàn)顟B(tài)，空間存在方向垂直于金屬框平面且隨時(shí)間

變化的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界WN與金屬框.c邊平行，如圖甲所示，以垂直金屬框平面向里為磁場(chǎng)的正

方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.O?/0時(shí)間內(nèi)和O?2z0時(shí)間內(nèi)金屬框中的感應(yīng)電流方向相反

B.0~2"時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電流方向始終為α→?6-c→α

C.0~2f1,時(shí)間內(nèi)，金屬框中感應(yīng)電流的方向和大小始終不變

D.0~2∕°時(shí)間內(nèi)，細(xì)線拉力一直在增大

8.如圖甲所示，金屬圓環(huán)靜止在絕緣水平桌而上，垂直桌面施加豎直方向的交變磁場(chǎng)，取豎直向下為正方

向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如圖乙所示（不考慮金屬圓環(huán)的自感），下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.在O~4時(shí)間內(nèi)，從上往下看感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

4

τ3T

B.在二?二時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流先增大后減小，方向不變

44

C.在5~T時(shí)間內(nèi)，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)

D.在時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)對(duì)圓環(huán)上任一小段導(dǎo)線的作用力逐漸減小

三、平動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)

9.如圖所示，一光滑導(dǎo)軌水平放置，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以導(dǎo)軌的頂點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角

坐標(biāo)系，導(dǎo)軌滿足方程y2=ax,a為定值.一均勻?qū)w棒垂直于X軸在外力作用下由坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始向X軸正

方向勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好形成閉合回路，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)

生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、回路電流I、通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電荷量q,外力做的功W隨時(shí)間t變化規(guī)律圖象正確

的是

10.如圖所示，水平桌面上平行放置兩光滑的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)一質(zhì)量為加的金屬桿垂直導(dǎo)軌放

置,正以速度打向左勻速運(yùn)動(dòng)，金屬桿左側(cè)有一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNP0,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向豎

直向上，正以速度也（v2<v∕）向右勻速移動(dòng)，定值電阻值為R,金屬桿電阻為是R/2,其余電阻不計(jì)，則

當(dāng)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)（）

?

A.金屬棒ab兩端的電勢(shì)差U=-BLvi

「28*(…)

B.金屬棒ab的加速度大小為

3mR

c.流過(guò)電阻R的電流大小為/=竺"a

D.如只改變磁場(chǎng)方向，金屬棒ɑb所受安培力的大小不變，方向改變

11.如圖所示，X。），平面的第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界與X軸成6=45。角，

邊長(zhǎng)為心的正方形金屬框MNP。中心位于磁場(chǎng)邊界上，電阻為現(xiàn)使金屬框勻速向右運(yùn)動(dòng)至完全進(jìn)入磁

場(chǎng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.金屬框中感應(yīng)電流的大小和方向都不變

B.金屬框中磁通量的變化率變大

C.金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化率不變

D.通過(guò)金屬框的電荷量為也

R

12.如圖所示，在MV右側(cè)區(qū)域有垂直于紙面向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系為8=公"

為大于零的常量）。一高為。、電阻為R的正三角形金屬線框向右勻速運(yùn)動(dòng)。在/=O時(shí)刻，線框底邊恰好到

達(dá)MN處;在/=7時(shí)刻，線框恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)。在線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中（)

A.線框中的電流始終為逆時(shí)針?lè)较駼.線框中的電流先逆時(shí)針?lè)较?，后順時(shí)針?lè)较?/p>

C.時(shí)刻，流過(guò)線框的電流大小為幽1D.時(shí)刻，流過(guò)線框的電流大小為也至

267?212R

四、轉(zhuǎn)動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)

13.如圖所示，航天器/和衛(wèi)星8均在赤道平面內(nèi)，它通過(guò)一根長(zhǎng)度為乙金屬桿相連，在各自的軌道上以

角速度/同步繞地球做自西向東的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)金屬桿的質(zhì)量，則（）

A.金屬桿在地磁場(chǎng)中不受安培力的作用

B.安培力的方向與兩物體的環(huán)繞方向相反

C.由于存在地磁場(chǎng)，金屬桿上衛(wèi)星8端的電勢(shì)高于航天器Z端的電勢(shì)

D.若/、8所在平面處地磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則“、8兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小為1瓦九y

14.如圖所示，固定在水平面上的半徑為,?的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)。長(zhǎng)為/的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)

動(dòng)。在電刷和圓環(huán)的4點(diǎn)間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為"的平行板電容器，有一帶電微粒

在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g,金屬棒接入電路的電阻為不計(jì)其他電阻和摩擦，

下列說(shuō)法正確的是（）

C.電容器所帶的電荷量為:C8r%D.微粒的電荷量與質(zhì)量之比為普

2Brλω

15.一款健身車如圖甲所示，圖乙是其主要結(jié)構(gòu)部件，金屬飛輪A和金屬前輪C可繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪A

和前輪C之間有金屬輻條，輻條長(zhǎng)度等于飛輪A和前輪C的半徑之差。腳踏輪B和飛輪A通過(guò)鏈條傳動(dòng)，

從而帶動(dòng)前輪C在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)，在室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)健身。已知飛輪A的半徑為尺\(yùn),腳踏輪B的半徑為RB,前

輪C的半徑為用，整個(gè)前輪C都處在方向垂直輪面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將阻值為R

的電阻的α端用導(dǎo)線連接在飛輪A上，h端用導(dǎo)線連接前輪C邊緣。健身者腳蹬腳踏輪B使其以角速度。順

時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程不打滑,)

甲

B.前輪C轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為孑〃

A.電阻0端的電勢(shì)高于6端的電勢(shì)

KA

c.輻條兩端的電壓為）D.電阻R的熱功率與。成正比

2砥

16.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,金屬棒MN以角速度0繞過(guò)。點(diǎn)的豎直

軸P0沿順時(shí)針（從上往下看）旋轉(zhuǎn)。已知NQ=2MP=2r0則（）

B.N點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)電勢(shì)

C.NM兩點(diǎn)的電勢(shì)差為5Br%

D.兩點(diǎn)的電勢(shì)差為:8r%

五、交變電動(dòng)勢(shì)

17.海浪機(jī)械能是未來(lái)可使用的綠色能源之一，利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實(shí)現(xiàn).某科技小組設(shè)

計(jì)的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示，圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場(chǎng)，它們可隨著海浪上下浮動(dòng)，

磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈，線圈的半徑為L(zhǎng)電阻為廠，所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小始終為8,磁芯和外殼隨海浪上下浮動(dòng)的速度為v,V隨時(shí)間，的變化關(guān)系為v=%sin^r/,其中的7為海

浪上下浮動(dòng)的周期.現(xiàn)使線圈與阻值為R的電阻形成回路，則該發(fā)電裝置在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為（）

4/B他T

D.-------------------------------

R+r

2B^TD吟夕

R+rR+r

18.如圖（甲）所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的左側(cè)接有阻值為R的電

阻和理想二極管。（正向電阻為0,反向電阻無(wú)窮大）。f=0時(shí)刻起阻值也為R的導(dǎo)體棒仍在外力作用下向

右運(yùn)動(dòng)，其速度變化規(guī)律如圖（乙）所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，不

計(jì)導(dǎo)軌電阻，則金屬棒兩端電壓Uα6隨時(shí)間f變化的關(guān)系圖像可能正確的是（）

.a________

××××

×××X

XXXX

XXXX

b

甲

19.如圖所示，M邊長(zhǎng)為4、αd邊長(zhǎng)為Z2的N匝矩形線圈MCd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞垂直于磁感線的

O?！S以角速度⑷勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，/=