11.11电磁感应中转动切割磁感线类问题（解答题）过关检测-高考物理一轮复习.docx

11.11电磁感应中转动切割磁感线类问题（解答题） 1．如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给C、D平行金属板电容器供电，如图乙所示，已知铜盘的半径为L，盘的下半部分在匀强磁场中，磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为，右侧平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场。 （1）圆盘如图示方向转动，请判断C、D平行金属板电容器哪块极板是正极； （2）求铜盘产生的感应电动势大小； （3）若有一带电的小球以某一速度由电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧边缘射出，求射入的速度v。 2．如图所示，半径为L的金属圆环内部等分为两部分，两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B0，与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心0匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连，D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。t=0时刻导体棒从如图所示位置开始运动，同时在D形盒内中心附近的A点，由静止释放一个质量为m，电荷量为－q（q0）的带电粒子，粒子每次通过狭缝都能得到加速，最后恰好从D形盒边缘出口射出。不计粒子重力及所有电阻，忽略粒子在狭缝中运动的时间，导体棒始终以最小角速度ω（未知）转动，求： （1）ω的大小； （2）粒子在狭缝中加速的次数； （3）考虑实际情况，粒子在狭缝中运动的时间不能忽略，求狭缝宽度d的取值范围。 3．直径为l、相切于O点的两个圆形区域内存在垂直圆平面、方向相反的匀强磁场，如图所示，磁感应强度 ，半径为l的铜环圆心在O点，铜环与两个磁场圆共面。铜棒可绕通过O点垂直于铜环平面的 轴在铜环上逆时针匀速转动，转动角速度为ω，铜环转动时A端始终与铜环保持良好接触。从铜环和转轴O上 各引出一根导线分别与平行金属板相连，两金属板长度为L相距为d，忽略金属板充放电的时间。 (1)设电流由A通过铜棒流向O时感应电动势为正，从铜棒与两磁场圆相切的图示位置开始计时，写出一 个周期内铜棒上产生的感应电动势瞬时值的表达式。 (2) 若在不同时刻沿平行金属板的中线以速度不断射入比荷为的带电粒子，不计带电粒子重力和带电粒子间的相互作用力，带电粒子在板间的运动时间远小于两板间电压的变化周期，要使带电粒 子全部能从金属板右边射出，求金属板间距d和板长L之比应满足的条件。 (3)若(2)中的带电粒子穿过极板时，向两极板偏转的粒子中偏转角最大的粒子的速度方向互成74°角，求的值。 4．如图，半径为l的金属圆环水平固定，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，金属棒OA可绕圆心O在圆环上转动。金属棒CD放在宽度也为l的足够长光滑平行金属导轨上，导轨倾角为θ，处于垂直导轨平面向下磁感应强度大小为B的匀强磁场中。用导线分别将金属圆环、金属棒OA的O端分别与D端导轨和C端导轨连接，已知金属棒OA和CD的长度均为l、质量均为m、电阻均为r，其他电阻不计。重力加速度大小为g。 (1)将金属棒OA固定，使金属棒CD从静止开始下滑，求金属棒CD的最大速度； (2)让金属棒OA匀速转动，使金属棒CD保持静止，求： ①金属棒OA的转动方向； ②金属棒OA转动的角速度； ③金属棒OA两端的电势差UOA。 5．如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙，已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场。 (1)请用一种方法求解铜盘产生的感应电动势大小，并说明这种求解方法的优点； (2)若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧射出，求射入的速度v。 6．如图所示，ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为θ=30°的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止，重力加速度为g=10m/s2. (1)从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？ab两点的电势哪一点高？ (2)求cd杆上消耗的电功率； (3)如果cd杆与导轨间的摩擦因数μ=（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），要使cd杆在倾斜导轨上保持静止，求ab杆转动角速度的范