2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应高考真题集训 新人教版选修3-2

第四章电磁感应

高考真题集训

一、选择题

1．[2016·全国卷Ⅱ](多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。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。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( )

A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 答案 AB

1

解析 设圆盘的半径为r，圆盘转动的角速度为ω，则圆盘转动产生的电动势为E＝

2

Bωr2，可知，转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A项正确；根据右手定则可知，

从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿a到b的方向流过电阻R，B项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C项错误；若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P＝IR可知，电阻R上的热功率变为原来的4倍，D项错误。

2.[2015·全国卷Ⅰ](多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是( )

2

1

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 答案 AB

解析 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流，选项A正确；圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用，导致磁针转动，选项B正确；由于圆盘中心正上方悬挂小磁针，在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项C错误；圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定则可判断出在中心方向竖直向下，其他位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，选项D错误。

3.[2015·山东高考](多选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )

A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 答案 ABD

解析 把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则知，靠近圆心处电势高，选项A正确；所加磁场越强，感应电流越强，安培力越大，对圆盘转动的阻碍越大，选项B

2

正确；如果磁场反向，由楞次定律可知，仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若将整个圆盘置于磁场中，则圆盘中无感应电流，圆盘将匀速转动，选项D正确。

4.[2015·全国卷Ⅱ]如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( )

A．Ua>Uc，金属框中无电流

B．Ub>Uc，金属框中电流方向沿a→b→c→a 12

C．Ubc＝－Blω，金属框中无电流

2

12

D．Uac＝Blω，金属框中电流方向沿a→c→b→a

2答案 C

解析 在三角形金属框内，有两边切割磁感线，其一为bc边，根据E＝Blv可得：电动12

势大小为Blω；其二为ac边，ac边有效的切割长度为l，根据E＝Blv，可得：电动势大

212

小也为Blω；由右手定则可知：金属框内无电流，且Uc>Ub＝Ua，选项A、B错误；Ubc＝Uac212

＝－Blω，选项C正确，选项D错误。

2

5．[2016·四川高考](多选)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有( )

3

答案 BC

B2L2v解析 设某时刻金属棒的速度为v，安培力FA＝，根据牛顿第二定律F－FA＝ma，

R＋rB2l2?B2l2vB2l2?即F0＋kv－＝ma，即F0＋?k－?v＝ma，如果k>R＋r，则加速度与速度成线性关系，

R＋r?R＋r?

且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的v－t图象的切线斜率越来越大，由于

Blv?B2l2v?FA＝，FA－t图象的切线斜率也越来越大，感应电流?i＝?、电阻两端的电压

R＋r?R＋r?

?UR＝BlRv?及感应电流的功率?P＝Blv? 也会随时间变化得越来越快，B项正确；如果k＝??R＋r?R＋r?????

B2l2

，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、R＋r安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果

222

B2l2k<，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增R＋r加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C项正确。

二、非选择题

6．[2016·全国卷Ⅰ]如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求：

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