【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：导体切割磁感线时的感应电动势 右手定则

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【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：导体切割磁感线时的感应电动势 右手定则 一、单项选择题（共21小题；共84分） 1. 如图表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由 a 到 b 的感应电流的是   A. B. C. D. 2. 如图所示，半径为 r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕 O 轴以角速度 ω 沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻 R 的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）   A. 由 c 到 d，I=Br2ωR B. 由 d 到 c，I=Br2ωR C. 由 c 到 d，I=Br2ω2R D. 由 d 到 c，I=Br2ω2R 3. 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 C. Ubc=−12Bl2ω，金属框中无电流 D. Ubc=12Bl2ω，金属框中电流方向沿 a−c−b−a 4. 如图所示，把一阻值为 R 、边长为 L 的正方形金属线框，从磁感应强度为 B 的匀强磁场中，以速度 v 向右匀速拉出磁场。在此过程中线框中产生了电流，此电流   A. 方向与图示箭头方向相同，大小为 BLvR B. 方向与图示箭头方向相同，大小为 2BLvR C. 方向与图示箭头方向相反，大小为 BLvR D. 方向与图示箭头方向相反，大小为 2BLvR 5. 如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体 ef 与环接触良好，当 ef 向右匀速运动时   A. 圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B. 整个环中有顺时针方向的电流 C. 整个环中有逆时针方向的电流 D. 环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 6. 如图所示，一个半径为 l 的半圆形硬导体 AB 以速度 v 在水平放置的 U 形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里，回路连有一电阻为 R0 的定值电阻，半圆形硬导体 AB 的电阻为 r，其余电阻不计。则半圆形硬导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为   A. Blv，BlvR0R0+r B. 2Blv，Blv C. 2Blv，2BlvR0R0+r D. Blv，2Blv 7. 一根直导线长 0.1 m，在磁感应强度为 0.1 T 的匀强磁场中以 10 m/s 的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是   A. 一定为 0.1 V B. 可能为零 C. 可能为 0.01 V D. 最大值为 0.1 V 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=4:1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表 A1 的示数为 12 mA，则电流表 A2 的示数为   A. 3 mA B. 0 C. 48 mA D. 与负载 R 的值有关 9. 如图所示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由 a 到 b 的感应电流的是   A. B. C. D. 10. 金属圆盘的平面与匀强磁场垂直，如图所示，当圆盘按图示方向转动时，比较圆盘边缘的电势与圆心的电势  。 A. 边缘的电势较高 B. 圆心的电势较高 C. 边缘和圆心的电势相等 D. 无法确定 11. 如图所示，位于通有电流 I 的长直导线旁的两根导电导轨 A 和 B 与长直导线平行且在同一水平面内，在导轨 A 、 B 上套有两段可以自由滑动的导体棒 CD 和 EF。若用力使导体棒 EF 向右运动，则导体棒 CD 将：   A. 保持不动 B. 向右运动 C. 向左运动 D. 先向右后向左运动 12. 如图所示，使一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场，则从 ad 边进人磁场起至 bc 边拉出磁场止，线圈内感应电流方向的情况是   A. 先沿 abcda 的方向，然后无电流，以后又沿 abcda 方向 B. 先沿 abcda 的方向，然后无电流，以后又沿 adcba 方向 C. 先无电流，当线圈全部进人磁场后才有电流 D. 先沿 adcba 的方向，然后无电流，以后又沿 abcda 方向 13. 一根导体棒 ab 在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直。如图所示，则有   A. Uab=0 B. φa>φb，Uab 保持不变 C. φa≥φb，Uab 越来越大 D. φa<φb，Uab 越来越大 14. 金属圆盘的平面与匀强磁场垂直，如图所示，当圆盘按图示方向转动时，比较圆盘边缘的电势与圆心的电势   A. 边缘的电势较高 B. 圆心的电势较高 C. 边缘和圆心的电势相等 D. 无法确定 15. 矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示，下列哪种情况线圈中有感应电流   A. 线圈绕 ab 轴转动 B. 线圈垂直纸面向外平动 C. 线圈沿 ab 轴下移 D. 线圈绕 cd 轴转动 16. 如图所示，一圆形线圈，它的一半处在匀强磁场中，要使线圈中产生顺时针方向感应电流，应使线圈   A. 沿 x 轴正方向平动 B. 沿 x 轴负方向平动 C. 沿 y 轴正方向平动 D. 沿 y 轴负方向平动 17. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒 ab 以水平初速度 v0 抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是   A. 越来越大 B. 越来越小 C. 保持不变 D. 无法判断 18. 如图所示，导线 OA 长为 l，在匀强磁场中以角速度 ω 沿图所示方向绕通过悬点 O 的竖直轴旋转，OA 与竖直方向的夹角为 θ。那么，OA 导线中的感应电动势大小和 O 、 A 两点电势高低为   A. Bl2ω          O 点高 B. Bl2ω          A 点高 C. 12Bl2ωsin2θ          O 点高 D. 12Bl2ωsin2θ          A 点高 19. 如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a 、 b 之间的距离。若线圈下边刚通过水平面 b 、 c（位于磁场中）和 d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为 Fb 、 Fc 和 Fd，则   A. Fd>Fc>Fb B. FcFb>Fd D. Fcφa，由 Uab=E=Blv 及棒自由下落时 v 越来越大，可知 Uab 越来越大，故D选项正确。 14. A 【解析】圆盘半径做切割磁感线运动，根据右手定则，若有电流，电流从圆心流向边缘，由于是电源内部，电流从低电势点流向高电势点，故边缘电势较高，故选项A正确。 15. A 16. A 17. C 【解析】棒 ab 水平抛出后，其速度越来越大，但只有水平分速度 v0 切割磁感线产生电动势，故 E=BLv0 保持不变。 18. D 【解析】 OA 切割磁感线的有效长度为 l⋅sinθ，产生的电动势 E=12Bl2ωsin2θ，由右手定则判断知 A 点电势高，所以D正确。 19. D 【解析】从 a 到 b 线圈做自由落体运动，线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，因而也不受磁场力，即 Fc=0，从 b 到 d 线圈继续加速，vd>vb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为 F=BIl=BBlvRl=B2l2vR，因 vd>vb，所以 Fd>Fb>Fc，选项D正确。 20. A 【解析】由右手定则可知 b 点电势高于 a 点电势，且感应电动势的大小 E=12Bl2ω=πfl2B。故选 A. 21. A 第二部分 22. A， D 【解析】由右手定则可判断 AB 中感应电流方向为 A→B，由左手定则可判断 CD 受到向右的安培力作用而向右运动。 23. B， C 【解析】AB 棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，AB 棒中感应电流的方向为 B→A ，则导体棒 CD 中的感应电流方向为 C→D ，选项A错误，B正确；由左手定则可知，磁场对导体棒 AB 的作用力向左，磁场对导体棒 CD 的作用力向右，选项C正确，D错误。 24. A， C 【解析】题中飞机两翼是金属材料，可视为一个切割磁感线的导体棒，磁场水平分量对产生电动势无作用，磁场竖直分量向下，在电源内，感应电动势的方向与感应电流方向是相同的，由低电势指向高电势。根据右手定则，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，无论往哪个方向飞，四指都指向飞机左翼末端，故 U1 比 U2 高，选项A、C正确。 25. A， C 【解析】法一：由右手定则易知，MN 中感应电流方向是 N→M，再由左手定则可判知，MN 所受安培力方向垂直棒水平向左. 法二：由楞次定律知，感应电流的产生，必须阻碍引起感应电流的原因.本题中，感应电流是由于 MN 相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可判知，MN 所受安培力方向必须垂直于 MN 水平向左，再由左手定则，容易判断出感应电流的方向是 N→M。故选AC. 26. A， B 27. B， D 28. B， D 【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D正确，C错误； 根据法拉第电磁感应定律 E=BLv=4.5×10−5×100×2 V=9×10−3 V，B正确，A错误。 29. A， C 【解析】图示时刻，ad 速度方向向外，bc 速度方向向里，根据右手定则可判断出 ad 中的感应电流方向为 d→a，bc 中的感应电流方向为 b→c，则线圈中感应电流的方向为 abcda，选项A正确；线圈中的感应电动势为 E=nBSω=nBL1L2ω，选项B错误；图示时刻 ad 、 bc 两边垂直切割磁感线，线图中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析可知，磁通量的变化率最大，选项C正确；线圈 ad 边所受安培力的大小为 F=nBIL2=nB⋅nBL1L2ωR⋅L2=n2B2L1L22ωR，由左手定则可知 ad 边所受安培力方向垂直纸面向里，选项D错误。 第三部分 30. A， C， D