2026届高考物理一轮复习模型解读与针对性训练15.转动切割磁感线模型(学生版+解析)

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【转动切割磁感线模型解读】
【高考真题】
【典例】．
3.[导体转动切割磁感线/2022山东/多选]如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为2L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动.t＝0时刻，金属框开始进入第一象限.不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（ ）
A.在t＝0到t＝π2ω的过程中，E一直增大
B.在t＝0到t＝π2ω的过程中，E先增大后减小
C.在t＝0到t＝π4ω的过程中，E的变化率一直增大
D.在t＝0到t＝π4ω的过程中，E的变化率一直减小
【针对性训练】
1. （2024年7月重庆万州区高二期末）半径为L的圆形边界内分布有垂直圆所在平面的磁场，垂直纸面向里的磁感应强度大小为2B，垂直纸面向外的磁感应强度大小为B，如图所示。AEO为八分之一圆导线框，其总电阻为R，以角速度ω绕O轴逆时针匀速转动，从图中所示位置开始计时，用i表示导线框中的感应电流（顺时针方向为正），线框中感应电流i随时间t变化图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
2. (2024年7月江苏苏州期末)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为的导体棒的端位于圆心，为棒的中点。现使导体棒绕点在纸面内逆时针匀速转动，则点到导体棒上任意一点的电势差与间距离的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
3．一种重物缓降装置简化物理模型如图所示，足够长的轻质绝缘细线连接且缠绕在铜轴上，另一端悬挂着一个重物，一个铜制圆盘也焊接在铜轴上，大圆盘的外侧和铜轴的外侧通过电刷1，电刷2及导线与外界的一个灯泡相连，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，现闭合开关，将重物从合适位置由静止释放，整个圆盘将在重物的作用下一起转动，产生的电流可以使灯泡发光，除灯泡电阻外的其余电阻和一切摩擦阻力均忽略不计。下列说法正确的是（ ）
4.（2024年4月广州二模）（14分）如图，水平面内固定有平行长直金属导轨ab、cd和金属圆环；金属杆MN垂直导轨静止放置，金属杆OP一端在圆环圆心O处，另一端与圆环接触良好．水平导轨区域、圆环区域有等大反向的匀强磁场，OP绕O点逆时针匀速转动；闭合K，待MN匀速运动后，使OP停止转动并保持静止．
已知磁感应强度大小为B，MN质量为m，OP的角速度ω，OP长度、MN长度和平行导轨间距均为L， MN和OP的电阻阻值均为r，忽略其余电阻和一切摩擦，求
（1）闭合K瞬间MN所受安培力大小和方向；
（2）MN匀速运动时的速度大小；
（3）从OP停止转动到MN停止运动的过程，MN产生的焦耳热．
5.（2024上海松江模拟）．一种重物缓降装置利用电磁感应现象制成，其物理模型如图所示，半径为L的铜轴上焊接一个外圆半径为的铜制圆盘，铜轴上连接轻质绝缘细线，细线缠绕在铜轴上，另一端悬挂着一个重物，从静止释放后整个圆盘可以在重物的作用下一起转动，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线和外界的一个灯泡相连，电磁感应中产生的电流可以通过灯泡而使灯泡发光，如果已知磁感应强度为B，灯泡电阻恒为R额定电压为U，重力加速度为g，不计一切摩擦阻力，除了灯泡以外的其余电阻不计，问：
（1）当灯泡正常工作时圆盘转动的角速度的大小是多少；
（2）如果绳子足够长，铜轴所处高度足够高，重物质量m满足什么条件才能使灯泡不烧毁。

如图，当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度ω匀速转动时，则
（1）以导体棒中点为轴时，E＝0（相同两段的代数和）
（2）以导体棒端点为轴时，E＝12Bωl2（平均速度取中点位置的线速度12ωl）
（3）以导体棒上任意一点为轴时，E＝12Bω（l12－l22）（不同两段的代数和，其中l1＞l2）
A．通过灯泡的电流方向为从电刷2流经灯泡到电刷1
B．重物下降速度越快，重物的加速度越小
C．重物减小的重力势能全部转化为灯泡消耗的电能
D．断开开关，由于圆盘中的涡流，该装置仍然能起到缓降的作用