人教版选择性必修二 2.2 导体棒转动切割专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修二 2.2 导体棒转动切割专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-06 21:35:36 | ||
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文档简介
人教版选择性必修二第二章导体棒转动切割专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 四根均匀导线分别制成两个正方形、两个直角扇形线框，分别放在方向垂直纸面向里的匀强磁场边界上，由选项图示位置开始按箭头方向绕垂直纸面轴在纸面内匀速转动．若以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向，四个选项中符合如图所示随时间的变化规律的是( )
A. B. C. D.
2. 如图，为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为，半径为。空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为，间连有定值电阻，金属杆的端位于上，与导轨接触良好，杆及导轨电阻均不计。现使杆以恒定的角速度绕圆心顺时针转动，在其转过角度的过程中错误的是( )
A. 流过电阻的电流方向为
B. 流过的电荷量为
C. 两点间电势差为
D. 要维持以角速度匀速转动，外力的功率应为
3. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动，则( )
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流方向不变，为
C. 回路中感应电流大小不变，为
D. 回路中有周期性变化的感应电流
4. 如图所示，虚线右侧空间有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框的半径为，电阻为绕垂直于纸面的轴以角速度顺时针匀速转动．设线框中感应电流的方向以为正，线框处于图示位置为计时零点．下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示，一导体圆环位于纸面内，为圆心．环内两个圆心角为的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等、方向相反且均与纸面垂直．导体杆可绕转动，端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻杆以匀角速度逆时针转动，时恰好在图示位置．规定从到流经电阻的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是下图中的( )
A. B.
C. D.
6. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为，螺旋桨叶片的长度为，螺旋桨转动的频率为，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为，远轴端为，如图所示．如果忽略到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则( )
A. ，且点电势低于点电势 B. ，且点电势低于点电势
C. ，且点电势高于点电势 D. ，且点电势高于点电势
7. 图所示，大小相等的匀强磁场分布在直角坐标系的四个象限里，相邻象限的磁感强度的方向相反，均垂直于纸面，现在一闭合扇形线框，以角速度绕垂直于纸面过点的轴在平面内匀速转动，那么在它旋转一周的过程中从图中所示位置开始计时，线框内感应电动势与时间的关系图线是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为，总电阻为指拉直时两端的电阻，磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点用铰链连接的长度为、电阻为的导体棒，由水平位置紧贴环面下摆，当摆到竖直位置时，点的线速度为，则这时两端的电压大小为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示，半径为的金属圆盘在垂直于盘面向里的磁感应强度为的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻的电流的方向和大小是金属圆盘的电阻不计( )
A. 由到， B. 由到，
C. 由到， D. 由到，
10. 如图所示，半径为和半径为的两个半圆形金属轨道放在绝缘水平面上，两圆弧的圆心重合，两轨道的一端连接有一个平行板电容器，电容器的电容为，导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，一段长为的金属棒放在轨道上，在导轨上运动并与两导轨接触良好，、的延长线始终经过两圆弧的圆心，金属棒和导轨的电阻均不计，若金属棒绕圆弧圆心沿顺时针转动的角速度为，则下列判断正确的是( )
A. 板带正电，带电量为 B. 板带负电，带电量为
C. 板带负电，带电量为 D. 板带正电，带电量为
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 长为的金属棒以点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度做匀速转动，如图所示，磁感应强度为求：
棒各点的平均速率．
两端的电势差．
经时间金属棒所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？
12. 图为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成图，其中、分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度，方向与轮盘垂直，轮盘半径，轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为。
请判断、哪一点电势高；
求、两点间的电压；
若在、间接一个阻值的电阻，假定人体消耗的能量转化为电能的效率为，请问此人骑行该单车小时，消耗了身体多少能量？
如图所示，在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，固定有半径分别为、的两个水平同心圆导轨。形棒是由绝缘木棒与金属棒固定在一起的，，棒绕圆心以角速度顺时针匀速转动，棒始终与圆轨道接触良好。间距为且足够长的两个固定平行导轨、与水平面的夹角均为，处于磁感应强度大小为、方向与平面垂直向上的匀强磁场中，、分别用电刷未画出与大、小圆轨道连接。质量为、长为的金属棒放在、上。已知棒的电阻为，棒接入电路的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，其它电阻不计，一切摩擦和空气阻力均不计，重力加速度为。
求棒产生的感应电动势；
若开关闭合，断开，求滑动变阻器的最大功率；
若开关断开，闭合，棒由静止释放，始终与导轨垂直且接触良好，求棒下滑过程中的最大速度以及某段时间很短内通过棒某一横截面的最大电荷量。
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
在求导体切割磁感线类型的感应电流时，一定要会正确求解有效切割长度，同时掌握判定感应电流方向的规律，理解楞次定律与右手定则的不同。
当线框以为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向，即可正确解答。
【解答】
图中正方形线框绕转动时，有效切割长度不断变化，因此产生感应电流大小是变化的，故AB错误；
图中，有效切割长度为半径不变，因此产生的电流方向不变，根据右手定则，则有中开始产生电流方向从到，而图中产生电流方向从到，故C正确，D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由右手定则确定感应电流方向；根据求出产生的感应电动势大小，由欧姆定律求出中的电流，由求流过的电荷量；维持以角速度匀速转动时，外力的功率等于回路的电功率。
【解答】
A.由右手定则判断出中电流方向由，则流过电阻的电流方向为，故A正确。
B.流过的电流为：，转过角度的过程中经过的时间为：，流过的电荷量为，故B正确。
C.产生的感应电动势为：杆及导轨电阻均不计，所以两点间电势差为，故C错误。
D.要维持以角速度匀速转动，外力的功率为：，故 D正确。
本题选择错误的，故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题是右手定则和法拉第电磁感应定律的综合应用，基本题，考查对圆盘发电机原理的理解能力，同时注意切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极，注意由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以处的电势比处低。
根据右手定则判断间感应电流方向，即可知道电势高低，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与转动角速度的关系。
【解答】
A.将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；
B.根据右手定则可知，电流从点流出，流向点，因此电流方向为从向再到，即为，故B错误；
根据法拉第电磁感应定律，则有，所以产生的电动势大小不变，感应电流大小不变，即为，故D错误，C正确。
故选C。
4.【答案】
【解析】解：由图示位置转第个角过程，转动切割磁感线，感应电动势恒定，，感应电流，由右手定则或楞次定律可知电流方向为正；转第个角过程中，磁通量不变，没有感应电流；转第个角过程，转动切割磁感线，感应电动势恒定，，感应电流大小，由右手定或楞次定律则可知电流方向为负，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】
【分析】
先使用右手定则判定感应电流的方向，并结合给定的正方向确定电流的正负；在根据进入磁场的时间，确定有电流的时间即可。
该题结合感应电流的图象考查右手定则的使用方法，属于基础知识的应用，解题的关键是正确判定电流的方向。属于简单题。
【解答】
杆以匀角速度逆时针转动，时恰好要进入磁场，故前周期内有电流流过，根据右手定则可以判定，感应电流的方向从指向圆心，流过电阻时的方向是从流向与给定的正方向相反，AB错误；在接下来的周期，没有切割磁感线，不产生感应电流，D错误。故正确的答案是C。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】根据右手定则判断电势的高低；根据法拉第电磁感应定律求解电动势的大小。
【解答】顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，若俯视，则叶片顺时针转动切割磁感线，
根据右手定则，点电势高于点电势
，所以电动势为
故A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
在线框转动过程中，棒和棒切割磁感线，由右手定则可得出电流方向的变化，由法拉第电磁感应定律得出电动势大小。
图象问题是近年高考命题的热点，同电磁感应相关的题型也在高考考场上频频出现，物理情景变化也很多，关键是如何应用扎实的基础解决复杂的问题。
【解答】
设棒的长度为，则导体棒以点为轴转动产生的电动势：。
如果顺时针转动，由右手定则可知，棒产生的电动势的方向是，棒产生的电动势的方向是，因两电动势串联，故有：，转动周期时间内不变；
当棒转到开始进入第三象限时，、棒产生的电动势方向变成，，大小不变方向改变，
所以方向变为反向，以此类推，故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解。
【解答】
当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：；
金属环并联的电阻为：，
两端的电压是路端电压，两端的电压大小为：，
故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
先根据转动切割磁感线感应电动势公式，求出感应电动势，再由欧姆定律求出通过电阻的电流强度的大小．由右手定则判断感应电流的方向．
本题关键要能将金属圆盘看成由无数幅条组成的，由转动切割磁感线感应电动势公式和欧姆定律结合求解．
【解答】
由右手定则，圆盘相当于电源，其电流方向为从边缘指向圆心，所以通过电阻的电流的方向是由到而金属圆盘产生的感应电动势，所以通过电阻的电流大小是，D正确ABC错误。
故选 。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用，解题的关键是掌握导体棒转动时感应电动势的求法，再结合进行求解。
【解答】
导体棒切割磁感应线，产生的感应电动势为：，由右手定则可知，端电势高于端电势，故板带负电。由可得：，故C正确，ABD错误。
11.【答案】解：点切割速度为零，而点的速率
因由到速率均匀增大，故金属棒的平均速率
、两端的电势差：
经时间金属棒所扫过的扇形面积为，则：
磁通量：
由法拉第电磁感应定律得：
【解析】本题考查法拉第电磁感应定律，解题的关键是对于转动切割类型感应电动势公式，该公式要求能够熟练推导，并在理解的基础上记住此公式，并能在实际运算中正确应用。
导体棒绕它的一个端点做匀速圆周运动，导体棒上各点的角速度相同，根据公式，分析线速度与半径的关系，再求解；
根据导体切割产生电动势公式可分析电势差；
根据磁通量的定义求解时间内金属棒扫过的磁通量，再根据法拉第电磁感应定律求解平均电动势。
12.【答案】转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则可知在外电路中，电流由点流向点，所以点电势高；
根据法拉第电磁感应定律，、两点间的电压：
；
电阻在一小时内消耗的电能：
能量转化为电能的效率为，则知，人骑行一小时，消耗的能量为：。
【解析】解答本题时，要建立模型，数练运用法拉第电磁感应定律、焦耳定律和右手定则来进行解答。
转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则判断电路中感应电流方向，从而确定、两点电势高低
根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，即等于、两点间的电压
先由焦耳定律求出电阻一小时消耗的电能，再根据人体消耗的能量转化为电能的效率求人消耗的能量。
13.【答案】解：棒切割磁感线产生的感应电动势为：
对棒绕切割磁感线的平均速度为：
整理得：
根据闭合电路欧姆电路有：
此时滑动变阻器的功率有：
整理得：
由数学知识知，当时，有最大值；
滑动变阻器的最大功率有：
棒切割磁感线产生的最大感应电动势为：
棒与棒切割产生的感应电流方向均为顺时针，总的感应电动势为：
某段时间内棒匀速下滑时焦耳热最大，电荷量也最大；根据闭合电路欧姆定律有：
棒匀速下滑时受力平衡有：
联立各式整理解得：
此时通过棒某一横截面的最大电荷量为：
联立解得：
答：棒产生的感应电动势为；
若开关闭合，断开，滑动变阻器的最大功率为；
若开关断开，闭合，棒由静止释放，始终与导轨垂直且接触良好，棒下滑过程中的最大速度为；
某段时间很短内通过棒某一横截面的最大电荷量为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；
根据闭合电路欧姆定律求出电流，根据功率公式写出功率与电阻的关系式，利用数学知识可以求出最大功率；
根据闭合电路欧姆定律求出电流，根据受力平衡求出最大速度；结合电量公式求出一段时间内的最大电量。
本题考查导体切割磁感线时的感应电动势，在求线圈或导体棒最大速度时，一般要结合受力分析，根据受力平衡来求解。
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 四根均匀导线分别制成两个正方形、两个直角扇形线框，分别放在方向垂直纸面向里的匀强磁场边界上，由选项图示位置开始按箭头方向绕垂直纸面轴在纸面内匀速转动．若以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向，四个选项中符合如图所示随时间的变化规律的是( )
A. B. C. D.
2. 如图，为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为，半径为。空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为，间连有定值电阻，金属杆的端位于上，与导轨接触良好，杆及导轨电阻均不计。现使杆以恒定的角速度绕圆心顺时针转动，在其转过角度的过程中错误的是( )
A. 流过电阻的电流方向为
B. 流过的电荷量为
C. 两点间电势差为
D. 要维持以角速度匀速转动，外力的功率应为
3. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动，则( )
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流方向不变，为
C. 回路中感应电流大小不变，为
D. 回路中有周期性变化的感应电流
4. 如图所示，虚线右侧空间有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框的半径为，电阻为绕垂直于纸面的轴以角速度顺时针匀速转动．设线框中感应电流的方向以为正，线框处于图示位置为计时零点．下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示，一导体圆环位于纸面内，为圆心．环内两个圆心角为的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等、方向相反且均与纸面垂直．导体杆可绕转动，端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻杆以匀角速度逆时针转动，时恰好在图示位置．规定从到流经电阻的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是下图中的( )
A. B.
C. D.
6. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为，螺旋桨叶片的长度为，螺旋桨转动的频率为，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为，远轴端为，如图所示．如果忽略到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则( )
A. ，且点电势低于点电势 B. ，且点电势低于点电势
C. ，且点电势高于点电势 D. ，且点电势高于点电势
7. 图所示，大小相等的匀强磁场分布在直角坐标系的四个象限里，相邻象限的磁感强度的方向相反，均垂直于纸面，现在一闭合扇形线框，以角速度绕垂直于纸面过点的轴在平面内匀速转动，那么在它旋转一周的过程中从图中所示位置开始计时，线框内感应电动势与时间的关系图线是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为，总电阻为指拉直时两端的电阻，磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点用铰链连接的长度为、电阻为的导体棒，由水平位置紧贴环面下摆，当摆到竖直位置时，点的线速度为，则这时两端的电压大小为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示，半径为的金属圆盘在垂直于盘面向里的磁感应强度为的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻的电流的方向和大小是金属圆盘的电阻不计( )
A. 由到， B. 由到，
C. 由到， D. 由到，
10. 如图所示，半径为和半径为的两个半圆形金属轨道放在绝缘水平面上，两圆弧的圆心重合，两轨道的一端连接有一个平行板电容器，电容器的电容为，导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，一段长为的金属棒放在轨道上，在导轨上运动并与两导轨接触良好，、的延长线始终经过两圆弧的圆心，金属棒和导轨的电阻均不计，若金属棒绕圆弧圆心沿顺时针转动的角速度为，则下列判断正确的是( )
A. 板带正电，带电量为 B. 板带负电，带电量为
C. 板带负电，带电量为 D. 板带正电，带电量为
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 长为的金属棒以点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度做匀速转动，如图所示，磁感应强度为求：
棒各点的平均速率．
两端的电势差．
经时间金属棒所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？
12. 图为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成图，其中、分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度，方向与轮盘垂直，轮盘半径，轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为。
请判断、哪一点电势高；
求、两点间的电压；
若在、间接一个阻值的电阻，假定人体消耗的能量转化为电能的效率为，请问此人骑行该单车小时，消耗了身体多少能量？
如图所示，在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，固定有半径分别为、的两个水平同心圆导轨。形棒是由绝缘木棒与金属棒固定在一起的，，棒绕圆心以角速度顺时针匀速转动，棒始终与圆轨道接触良好。间距为且足够长的两个固定平行导轨、与水平面的夹角均为，处于磁感应强度大小为、方向与平面垂直向上的匀强磁场中，、分别用电刷未画出与大、小圆轨道连接。质量为、长为的金属棒放在、上。已知棒的电阻为，棒接入电路的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，其它电阻不计，一切摩擦和空气阻力均不计，重力加速度为。
求棒产生的感应电动势；
若开关闭合，断开，求滑动变阻器的最大功率；
若开关断开，闭合，棒由静止释放，始终与导轨垂直且接触良好，求棒下滑过程中的最大速度以及某段时间很短内通过棒某一横截面的最大电荷量。
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
在求导体切割磁感线类型的感应电流时，一定要会正确求解有效切割长度，同时掌握判定感应电流方向的规律，理解楞次定律与右手定则的不同。
当线框以为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向，即可正确解答。
【解答】
图中正方形线框绕转动时，有效切割长度不断变化，因此产生感应电流大小是变化的，故AB错误；
图中，有效切割长度为半径不变，因此产生的电流方向不变，根据右手定则，则有中开始产生电流方向从到，而图中产生电流方向从到，故C正确，D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由右手定则确定感应电流方向；根据求出产生的感应电动势大小，由欧姆定律求出中的电流，由求流过的电荷量；维持以角速度匀速转动时，外力的功率等于回路的电功率。
【解答】
A.由右手定则判断出中电流方向由，则流过电阻的电流方向为，故A正确。
B.流过的电流为：，转过角度的过程中经过的时间为：，流过的电荷量为，故B正确。
C.产生的感应电动势为：杆及导轨电阻均不计，所以两点间电势差为，故C错误。
D.要维持以角速度匀速转动，外力的功率为：，故 D正确。
本题选择错误的，故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题是右手定则和法拉第电磁感应定律的综合应用，基本题，考查对圆盘发电机原理的理解能力，同时注意切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极，注意由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以处的电势比处低。
根据右手定则判断间感应电流方向，即可知道电势高低，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与转动角速度的关系。
【解答】
A.将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；
B.根据右手定则可知，电流从点流出，流向点，因此电流方向为从向再到，即为，故B错误；
根据法拉第电磁感应定律，则有，所以产生的电动势大小不变，感应电流大小不变，即为，故D错误，C正确。
故选C。
4.【答案】
【解析】解：由图示位置转第个角过程，转动切割磁感线，感应电动势恒定，，感应电流，由右手定则或楞次定律可知电流方向为正；转第个角过程中，磁通量不变，没有感应电流；转第个角过程，转动切割磁感线，感应电动势恒定，，感应电流大小，由右手定或楞次定律则可知电流方向为负，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】
【分析】
先使用右手定则判定感应电流的方向，并结合给定的正方向确定电流的正负；在根据进入磁场的时间，确定有电流的时间即可。
该题结合感应电流的图象考查右手定则的使用方法，属于基础知识的应用，解题的关键是正确判定电流的方向。属于简单题。
【解答】
杆以匀角速度逆时针转动，时恰好要进入磁场，故前周期内有电流流过，根据右手定则可以判定，感应电流的方向从指向圆心，流过电阻时的方向是从流向与给定的正方向相反，AB错误；在接下来的周期，没有切割磁感线，不产生感应电流，D错误。故正确的答案是C。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】根据右手定则判断电势的高低；根据法拉第电磁感应定律求解电动势的大小。
【解答】顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，若俯视，则叶片顺时针转动切割磁感线，
根据右手定则，点电势高于点电势
，所以电动势为
故A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
在线框转动过程中，棒和棒切割磁感线，由右手定则可得出电流方向的变化，由法拉第电磁感应定律得出电动势大小。
图象问题是近年高考命题的热点，同电磁感应相关的题型也在高考考场上频频出现，物理情景变化也很多，关键是如何应用扎实的基础解决复杂的问题。
【解答】
设棒的长度为，则导体棒以点为轴转动产生的电动势：。
如果顺时针转动，由右手定则可知，棒产生的电动势的方向是，棒产生的电动势的方向是，因两电动势串联，故有：，转动周期时间内不变；
当棒转到开始进入第三象限时，、棒产生的电动势方向变成，，大小不变方向改变，
所以方向变为反向，以此类推，故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解。
【解答】
当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：；
金属环并联的电阻为：，
两端的电压是路端电压，两端的电压大小为：，
故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
先根据转动切割磁感线感应电动势公式，求出感应电动势，再由欧姆定律求出通过电阻的电流强度的大小．由右手定则判断感应电流的方向．
本题关键要能将金属圆盘看成由无数幅条组成的，由转动切割磁感线感应电动势公式和欧姆定律结合求解．
【解答】
由右手定则，圆盘相当于电源，其电流方向为从边缘指向圆心，所以通过电阻的电流的方向是由到而金属圆盘产生的感应电动势，所以通过电阻的电流大小是，D正确ABC错误。
故选 。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用，解题的关键是掌握导体棒转动时感应电动势的求法，再结合进行求解。
【解答】
导体棒切割磁感应线，产生的感应电动势为：，由右手定则可知，端电势高于端电势，故板带负电。由可得：，故C正确，ABD错误。
11.【答案】解：点切割速度为零，而点的速率
因由到速率均匀增大，故金属棒的平均速率
、两端的电势差：
经时间金属棒所扫过的扇形面积为，则：
磁通量：
由法拉第电磁感应定律得：
【解析】本题考查法拉第电磁感应定律，解题的关键是对于转动切割类型感应电动势公式，该公式要求能够熟练推导，并在理解的基础上记住此公式，并能在实际运算中正确应用。
导体棒绕它的一个端点做匀速圆周运动，导体棒上各点的角速度相同，根据公式，分析线速度与半径的关系，再求解；
根据导体切割产生电动势公式可分析电势差；
根据磁通量的定义求解时间内金属棒扫过的磁通量，再根据法拉第电磁感应定律求解平均电动势。
12.【答案】转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则可知在外电路中，电流由点流向点，所以点电势高；
根据法拉第电磁感应定律，、两点间的电压：
；
电阻在一小时内消耗的电能：
能量转化为电能的效率为，则知，人骑行一小时，消耗的能量为：。
【解析】解答本题时，要建立模型，数练运用法拉第电磁感应定律、焦耳定律和右手定则来进行解答。
转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则判断电路中感应电流方向，从而确定、两点电势高低
根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，即等于、两点间的电压
先由焦耳定律求出电阻一小时消耗的电能，再根据人体消耗的能量转化为电能的效率求人消耗的能量。
13.【答案】解：棒切割磁感线产生的感应电动势为：
对棒绕切割磁感线的平均速度为：
整理得：
根据闭合电路欧姆电路有：
此时滑动变阻器的功率有：
整理得：
由数学知识知，当时，有最大值；
滑动变阻器的最大功率有：
棒切割磁感线产生的最大感应电动势为：
棒与棒切割产生的感应电流方向均为顺时针，总的感应电动势为：
某段时间内棒匀速下滑时焦耳热最大，电荷量也最大；根据闭合电路欧姆定律有：
棒匀速下滑时受力平衡有：
联立各式整理解得：
此时通过棒某一横截面的最大电荷量为：
联立解得：
答：棒产生的感应电动势为；
若开关闭合，断开，滑动变阻器的最大功率为；
若开关断开，闭合，棒由静止释放，始终与导轨垂直且接触良好，棒下滑过程中的最大速度为；
某段时间很短内通过棒某一横截面的最大电荷量为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；
根据闭合电路欧姆定律求出电流，根据功率公式写出功率与电阻的关系式，利用数学知识可以求出最大功率；
根据闭合电路欧姆定律求出电流，根据受力平衡求出最大速度；结合电量公式求出一段时间内的最大电量。
本题考查导体切割磁感线时的感应电动势，在求线圈或导体棒最大速度时，一般要结合受力分析，根据受力平衡来求解。
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