高中物理 加强练习第十二章　118.动生电动势

118.动生电动势(分值：30分)1~5题每题6分1.(2024·江苏苏州市二模)如图所示，空间中存在匀强磁场B，方向垂直纸面向里。一长度为l的铜棒以速度v向右匀速运动，速度方向与铜棒之间的夹角为30°，则铜棒ab两端的电势差Uab为()A.Blv B.-BlvC.12Blv D.-1答案D解析铜棒切割磁感线产生感应电动势，ab相当于电源，根据右手定则知a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，根据法拉第电磁感应定律可得Uab=-E=-Blvsin30°=-12Blv，故选D2.(2026·广西柳州市联考)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁体可随发动机一起上下振动，每对永磁体间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，边长为L的n匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，磁场分界线恰好经过线圈的13位置处，且此时永磁体相对线圈运动的速度大小为v，永磁体振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是(A.此时刻线圈中的感应电动势大小E=nBLvB.若减小永磁体相对线圈上升的速度v，则线圈中感应电动势增大C.若永磁体相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为顺时针方向D.若永磁体相对线圈左右振动，则线圈中也能产生感应电流答案C解析根据题意可知，线圈上下两边均切割磁感线，故此时刻线圈中的感应电动势大小E=2nBLv，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁体相对线圈上升越慢，磁通量变化越慢，线圈中产生的感应电动势越小，故B错误；永磁体相对线圈下降时，根据楞次定律及安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故C正确；永磁体相对线圈左右振动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不能产生感应电动势和感应电流，故D错误。3.(2025·江苏南通市模拟)如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计且始终接触良好，当金属杆两次均以速度v沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是()A.两次电阻R上的电压相等B.第一次和第二次金属杆中感应电流之比为3C.第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为3D.第一次和第二次电阻R上的电功率之比为4答案B解析第一次产生的感应电动势为E1=Bdv，第二次产生的感应电动势为E2=Bdsin60°v=23Bdv，因金属杆和导轨的电阻不计，电阻上的电压即为感应电动势，可知金属杆两次滑行过程中电阻R上的电压不相等，根据I=ER，可知第一次和第二次金属杆中感应电流之比为I1I2=E1E2=32，选项A错误，B正确；第一次金属杆受到的安培力大小F1=BE1Rd=B2d2vR，第二次金属杆受到的安培力大小F2=BE4.(多选)(2025·河北沧衡联盟高三期末)如图所示，长为l的金属棒OB固定在水平面上，空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于水平面向下的匀强磁场，OA与AB分别为可伸缩的弹性导线，弹性导线OA、AB与金属棒OB在O、A、B处始终接触良好，t=0时刻，A、B两点重合，A点开始在以O为圆心、l为半径的圆周上做角速度为ω的匀速圆周运动。OA和AB之间的弹性导线始终处于伸直状态，金属棒OB电阻为R，弹性导线电阻不计，B、C、D、E为圆周上的四等分点。下列说法正确的是()A.金属棒OB中的电流按照余弦规律变化B.弹性导线OA每次经过OD时，OB中电流方向均会发生改变C.从t=0时刻到弹性导线OA第一次转至OD的过程中，回路产生的焦耳热为πD.从t=0时刻到弹性导线OA第一次转至OD的过程中，回路产生的焦耳热为π答案AC解析根据几何知识可得闭合回路中的磁通量Φ=BS=12Bllsinωt=12Bl根据磁通量变化量随时间变化规律可知产生的是余弦交流电，且OA每次经过OC、OE时，OB中电流方向均会发生改变，故A正确，B错误；t=0时刻，感应电动势最大，最大值为Em=12Bl2感应电动势的有效值为E有=Em2感应电流的有效值为I有=E有ROA第一次转至OD的过程中，回路产生的焦耳热为Q=I有2Rt故C正确，D错误。5.(2025·北京市模拟)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，B.在t=0到t=π2ω的过程中，C.在t=0到t=π4ω的过程中，D.在t=0到t=π4ω的过程中，答案C解析如图所示，在t=0到t=π2ω的过程中，金属框的有效切割长度先变大再变小，当t=为2L，此时，感应电动势最大，所以在t=0到t=π2ω的过程中，E先增大后减小，故A、解法一：在t=0到t=π4ω的过程中，设转过的角度为θ，由几何关系可得θ=ωt，在t=0到t=π4ω则感应电动势为E=12Bd2ω=可知在t=0到t