【备战2022】高考物理选择题专项练习集：导体切割磁感线时的感应电动势 右手定则(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：导体切割磁感线时的感应电动势 右手定则(成都专栏)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共21小题；共84分）
1. 如图所示，导体 AB 、 CD 可在光滑水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒 AB 向左移动时
A. AB 中感应电流的方向为 A 到 B
B. AB 中感应电流的方向为 B 到 A
C. CD 向左移动
D. CD 不动

2. 如图所示，足够长的平行导轨处在足够大的匀强磁场中，匀强磁场垂直导轨平面，在导轨上搁了一根导体棒 ab，导体棒与导轨之间接触良好，导体棒的电阻为 R，其余电阻不计。现在导体棒上施加一个水平向右的恒定拉力 F，则关于电路中的电流方向和棒 ab 所受安培力的方向正确的是
A. 顺时针方向，向右B. 顺时针方向，向左
C. 逆时针方向，向右D. 逆时针方向，向左

3. 闭合线圈 abcd 运动到如图所示的位置时，bc 边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是
A. 向左平动进入磁场B. 向右平动进入磁场
C. 向上平动D. 向下平动

4. 近日，第二架国产大飞机 C919 在上海浦东国际机场首飞成功，C919 在上海上空水平匀速飞行，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，下列说法正确的是
A. 机翼左端的电势比右端电势低B. 机翼左端的电势比右端电势高
C. 飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D. 飞机飞行过程中洛伦兹力做负功

5. 闭合线圈 abcd 运动到如图所示的位置时，bc 边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是
A. 向左平动进入磁场B. 向右平动进入磁场
C. 向上平动D. 向下平动

6. 如图表示闭合回路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，O 表示导体的横截面，a 、 b 、 c 、 d 分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向为垂直纸面向里时，导体的位置是
A. aB. bC. cD. d

7. 1831 年 10 月 28 日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机。据说，在法拉第表演他的发电机时，一位贵妇人问道“法拉第先生，这东西有什么用呢?法拉第答道“夫人，一个刚刚出生的婴儿有什么用呢?”图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C 、 D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触，使铜盘转动，电阻 R 中就有电流通过。以下说法不正确的是
A. 在金属盘上将有从铜片 D 流向铜片 C 的电流
B. 铜片 D 的电势高于铜片 C 的电势
C. 盘面可视为无数幅条组成，任何时刻都有幅条切割磁感线
D. 铜盘转动的速度越大，流过电阻 R 的电流越大

8. 如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度 v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为 ɛ；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度 v 运动时，棒两端的感应电动势大小为 ɛʹ．则 ɛʹɛ 等于
A. 12 B. 22 C. 1 D. 2

9. 金属杆 ab 水平放置在某高处，当它被平抛进入方向竖直向上的匀强磁场中时（如图所示），忽略空气阻力，以下说法中正确的是
A. 运动过程中感应电动势大小不变，且 φa＞φb
B. 运动过程中感应电动势大小不变，且 φa<φb
C. 由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且 φa＞φb
D. 由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且 φa<φb

10. 如图所示为感应式发电机的结构图，a 、 b 、 c 、 d 是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1 、 O2 是铜盘轴线导线的接线端，M 、 N 是电流表的接线端．现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是
A. 将电流表的接线端 M 、 N 分别连接 a 、 c 位置
B. 将电流表的接线端 M 、 N 分别连接 O1 、 a 位置
C. 将电流表的接线端 M 、 N 分别连接 O1 、 O2 位置
D. 将电流表的接线端 M 、 N 分别连接 c 、 d 位置

11. 与 x 轴夹角为 30∘ 的匀强磁场的磁感应强度为 B，如图所示，长为 L 的金属杆在匀强磁场中运动时始终与 xOy 平面垂直（图中小圆为其截面），以下哪些情况一定能在杆中获得方向相同、大小为 BLv 的感应电动势
① 杆以 2v 速率向 +x 方向运动
② 杆以速率 v 垂直磁场方向运动
③ 杆以速率 233v 沿 +y 方向运动
④ 杆以速率 233v 沿 −y 方向运动
A. ① 和 ② B. ① 和 ③ C. ② 和 ④ D. ① 和 ④

12. 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 以水平速度 v 抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动的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

13. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度 B 、闭合电路中一部分直导线的运动速度 v 和电路中产生的感应电流 I 的相互关系，其中正确是
A. B.
C. D.

14. 在磁感应强度为 B 、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆 PQ 在的平行金属导轨上向右匀速滑动，PQ 中产生的感应电动势为 E1；若磁感应强度增为 2B，其它条件不变，所产生的感应电动势大小变为 E2，则 E1 与 E2 之比及金属杆两端电势高低是
A. 2:1 、 φP>φQ B. 1:2 、 φP>φQ
C. 2:1 、 φP<φQ D. 1:2 、 φP<φQ

15. 如图所示，在匀强磁场中，MN 和 PQ 是两条平行的金属导轨，而 ab 与 cd 为串联有电压表和电流表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的是
A. 电压表有读数，电流表有读数B. 电压表无读数，电流表无读数
C. 电压表有读数，电流表无读数D. 电压表无读数，电流表有读数

16. 如图所示，PQRS 为一个正方形导线框，它以恒定速度向右进入以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，MN 与线框的边成 45∘ 角，E 、 F 分别是 PS 和 PQ 的中点。关于线框中的感应电流，下列说法正确的是
A. 当 E 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大
B. 当 P 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大
C. 当 F 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大
D. 当 Q 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大

17. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将垂直纸面水平放置的金属棒以水平速度 v 抛出。不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是
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，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以水平初速度 v0 抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将
A. 越来越大B. 越来越小C. 保持不变D. 无法确定

19. 如图所示，两相邻有界匀强磁场的宽度均为 L，磁感应强度大小相等、方向相反，均垂直于纸面。有一边长为 L 的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场。用 i 表示线圈中的感应电流，规定逆时针方向为电流正方向，图示线圈所在位置为位移起点，则下列关于 i−x 的图象中正确的是
A. B.
C. D.

20. 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. Fc
21. 如图（甲）为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在两铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图（乙）所示.则列车的运动情况可能是
A. 匀速运动B. 匀加速运动C. 匀减速运动D. 变加速运动

二、双项选择题（共8小题；共32分）
22. 如图所示，平行金属导轨与水平面成 θ 角，用导线与固定电阻 R1 和 R2 相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒 ab，质量为 m，两导轨间距为 l，导体棒的电阻与固定电阻 R1 和 R2 的阻值相等，都等于 R，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 μ，导体棒 ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时有 。
A. 棒中感应电流的方向由 a 到 b
B. 棒所受安培力的大小为 B2l2v23R
C. 棒两端的电压为 Blv3
D. 棒动能的减少量等于其重力势能的增加量与电路上产生的电热之和

23. 如图所示，在一竖直平面内的三条平行导线上串有两个电阻 R1 和 R2，导体棒 PQ 与三条导线均接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略。若导体棒向左加速运动，则
A. 流经 R1 的电流方向向上B. 流经 R2 的电流方向向下
C. 流经 R1 的电流方向向下D. 流经 R2 的电流方向向上

24. 如图所示，由两条水平光滑导轨、一个电流表、一根导体棒 AB 构成一个闭合电路，整个装置处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，导体棒 AB 向右做切割磁感线运动，则
A. 可用右手定则判定导体棒 AB 中的感应电流方向
B. 不能用楞次定律判定导体棒 AB 中的感应电流方向
C. 导体棒 AB 中的感应电流方向是 A→B
D. 导体棒 AB 中的感应电流方向是 B→A

25. 如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度 v 匀速骑行，该处地磁场的水平分量大小为 B1，方向由南向北，竖直分量大小为 B2，方向竖直向下。自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为 L，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应。下列结论正确的是
A. 图示位置中辐条 A 点电势比 B 点电势低
B. 自行车左车把的电势比右车把的电势低 B1Lv
C. 自行车左车把的电势比右车把的电势高 B2Lv
D. 自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低

26. 在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下。北京平安大街上，如图所示，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是
A. 自行车左车把的电势比右车把的电势高
B. 自行车左车把的电势比右车把的电势低
C. 图中辐条 AB 此时 A 端比 B 端的电势高
D. 图中辐条 AB 此时 A 端比 B 端的电势低

27. 如图所示，光滑平行金属导轨 PP′ 和 QQ′ 都处于同一水平面内，P 和 Q 之间连接一电阻 R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒 MN，用一水平向右的力 F 拉动导体棒 MN，以下关于导体棒 MN 中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是
A. 感应电流方向是 N→M B. 感应电流方向是 M→N
C. 安培力水平向左D. 安培力水平向右

28. 如图所示，区域内存在磁感应强度为 B 、垂直纸面向里的匀强磁场。电阻为 R 、半径为 L 、圆心角为 45∘ 的扇形闭合导线框 MON 绕垂直于纸面的 O 轴以角速度 ω 匀速转动（O 轴位于磁场边界）则
A. ON 边进入磁场过程中感应电流大小为 I=BL2ω2R
B. 线框整体在磁场中转动时，M 的电势比 O 点电势高
C. 线框整体在磁场中转动时，如在 MN 边串接一个电流表，电流表的读数为零
D. 线框整体在磁场中转动时，如在 MN 边并接一个电压表，电压表的读数不为零

29. 如图所示，在磁感应强度 B=1.0 T 的匀强磁场中，金属杆 PQ 在外力 F 作用下在粗糙 U 形导轨上以速度 v=2 m/s 向右匀速滑动，两导轨间距离 l=1.0 m，电阻 R=3.0 Ω 金属杆的电阻 r=1.0 Ω，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是
A. 通过 R 的感应电流的方向为由 d 到 a
B. 金属杆 PQ 切割磁感线产生的感应电动势的大小为 2.0 V
C. 金属杆 PQ 受到的安培力大小为 0.5 N
D. 外力 F 做功大小等于电路产生的焦耳热

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 1831 年 10 月 28 日，法拉第展示人类历史上第一台发电机圆盘发电机。如图，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，在 P，Q 之间接上电阻 R。已知圆盘匀速转动的角速度为 ω，半径为 L，对应的电阻为 r，则
A. 电阻 R 中电流方向是由 a 流向 b
B. 电阻 R 两端的电压为 12BL2ω
C. 圆盘转动一周过程中，通过电阻 R 的电量是 πBL2R+r
D. 相等时间内，电阻 R 产生的热量与圆盘产生的热量之比为 Rr
答案
第一部分
1. A
【解析】由右手定则可判断 AB 中感应电流方向为 A 到 B，从而 CD 中电流方向为 C 到 D，导体 CD 所受安培力方向由左手定则判断知向右，所以 CD 向右移动。
2. D
【解析】导体棒上施加一个恒定的拉力 F 作用后，导体棒将向右运动，根据右手定则可知，导体棒 ab 上将产生从 b 到 a 方向的感应电流，如图所示，再根据左手定则可判断导体棒受到方向向左的安培力，故正确选项为D。
3. A
4. B
5. A
【解析】当 bc 受力向下时，说明感应电流方向由 b 指向 c，即线圈中感应电流方向为顺时针方向；当向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向。
6. A
【解析】两磁体间的磁场方向是向下的，根据右手定则可知A项正确。
7. A
8. B
【解析】由法拉第电磁感应定律知直金属棒运动时其两端电动势 ɛ=BLv，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，并置于与磁感应强度垂直的平面内，并沿折线夹角平分线的方向以相同的速度 v 运动时，ɛʹ=12BLv，则 ɛʹɛ=12BLvBLv=22．因此B对，A、C 、D错误．
9. A
【解析】金属杆做平抛运动，水平方向匀速垂直切割磁感线运动，产生的感应电动势大小不变，由右手定则知，a 端电势比 b 端高，竖直方向平行磁感线运动，不产生感应电动势，故在运动过程中产生的感应电动势大小不变并且 a 端电势比 b 端高，故选项A正确，其它选项都错误。
10. B
【解析】当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M 、 N 应分别连接电源的两个极，故可知只有B项正确．
11. D
【解析】根据 E=BLvsinθ 可知四种情况下产生的感应电动势均为 BLv，再由右手定则判断四种情况下电流的方向，符合题意的是D。
12. C
【解析】在运用公式 E=Blv 进行感应电动势的运算时，要注意该公式中 B 、 l 、 v 三者必须互相垂直.如果不互相垂直，要进行相应的分解后运用分量代入运算.本题中切割速度为金属棒的水平分速度，水平分速度不变，故感应电动势大小保持不变，选C。
13. A
14. B
15. B
【解析】当 ab 与 cd 以相同速度向右运动时，abcd 围成的闭合回路的磁通量无变化，则回路内无感应电流，使电压表和电流表指针偏转必须有电流流过电表，所以两表无示数，故B选项正确.
16. B
17. C
18. C
【解析】金属棒做平抛运动，水平速度不变，且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度，故感应电动势保持不变.
19. C
【解析】线圈进入磁场，在进入磁场的 0−L 的过程中，E=BLv，电流 I=BLvR，根据右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向；
在 L−2L 的过程中，电动势 E=2BLv，电流 I=2BLvR，根据右手定则判断方向为顺时针方向，为负方向；
在 2L−3L 的过程中，E=BLv，电流 I=BLvR，根据右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向，故ABD错误，C正确。
20. 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。
21. C
【解析】当列车通过线圈时，线圈左边或右边切割磁感线，由 E=BLv 可得电动势的大小由速度 v 决定，由图象可得线圈产生的感应电动势均匀减小，则列车做匀减速运动，选项 C 正确。
第二部分
22. A， C
【解析】由右手定则可判定导体棒中的电流方向为 a→b，故选项A正确；由 E=Blv 及串、并联电路的特点，知 R外=R2，则 I=ER外+R=2Blv3R，所以导体棒所受安培力 F=BIl=2B2l2v3R，故选项B错误；结合 I=2Blv3R，知导体棒两的电压 U=I⋅R2=Blv3，故选项C正确；由能量守恒定律知，导体棒动能的减少量等于其重力势能的增加量以及电路中产生的电热和克服摩擦力做功产生的内能之和，故选项D错误。
23. A， D
【解析】导体棒 PQ 向左切割磁感线运动时，由右手定则可判断出导体棒与 R1 组成的回路中产生的感应电流是顺时针方向，即流经 R1 的电流方向向上，选项A正确；导体棒与电阻 R2 组成的回路中产生的感应电流是逆时针方向，即流经 R2 的电流方向向上，选项D正确。
24. A， C
25. A， C
26. A， D
【解析】从东往西，车把切割地磁场的竖直分量，由右手定则知左车把电势高，而辐条切割水平分量，B 端电势高，选项A、D正确。
27. 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.
28. A， C
29. B， C
【解析】由楞次定律以及右手定则可以判定通过 R 的电流方向为由 a 到 d，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可得金属杆切割磁感线产生的感应电动势的大小为 E=Blv=2 V，选项B正确；安培力 F安=BIl=0.5 N，选项C正确；因为轨道粗糙，由能量守恒定律可知，外力做的功等于电路中产生的焦耳热和摩擦生热的总和，选项D错误。
第三部分
30. A， C， D
【解析】根据右手定则，可判断电源内部电流由 P 指向转轴，外部电阻由 a 流向 b，故A正确；
根据法拉第电磁感应定律，可知旋转切割电动势为 E=12BL2ω，电阻 R 两端电压为 U=RR+rE=RBL2ω2(R+r)，选项B错误；
圆盘匀速转动，I=ER+r=BL2ω2(R+r)，T=2πω，圆盘转动一周过程中，通过电阻 R 的电量是 q=It=πBL2R+r，故C正确；
根据焦耳定律 Q=I2Rt，可知电阻 R 与圆盘串联进电路的部分电阻的电流相同，时间相同，产生的热量之比为电阻之比，即为 Rr，故D正确。