专题10 电磁感应相关-【好题汇编】1年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题10 电磁感应相关 （上海市2024年等级考物理试卷）自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 12. 在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）（2分）通过的电流方向（在图中用箭头标出）； （2）（3分）中的电流_____。 A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 13. 若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时： （1）（3分）两端的电压_____。 A．大于12V B．等于12V C．小于12V （2）（3分）消耗的功率_____。 A．大于6W B．等于6W C．小于6W 14. （2分）利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 15. 在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）（3分）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____。 A． B． C． D． （2）（8分）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为多大？（计算） （上海市2023年高中学业水平合格性考试卷）3．小何做了一系列与通电螺线管相关的实验，实验中所用的磁传感器测得的是磁感应强度沿探管方向的分量，磁传感器探管前段是直径为0.8cm的圆面，且端面与探管轴线垂直。 （1）①根据以上原理图完成实物图的连线。 ②磁传感器应该在通电 （选填：A．前B．后）调零 ③如图为线圈内磁通量与时间的图像，何时G表中会有电流( ) A． t1-t2 B．t2-t3 C．t3-t4 D．t4-t5 （2）闭合开关，保持通过螺线管的电流不变，将磁传感器探管沿螺线管轴线插入，记录探管前端进入螺线管不同深度d处的磁感应强度大小B，得到B随d的变化关系如图所示。当探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为 Wb。（结果保留2位有效数字）。 （3）当电流以如图形式通过时，正确的是( ) A．  B．  C．  D．   （4）小何想估算绕制螺线管的铜线长度。 ①他用多用表测量绕制螺线管所用铜线的阻值时，应选用的挡位是( ) A．直流电流挡       B．直流电压挡         C．欧姆挡 ②他测得绕制螺线管铜线的阻值为48Ω，铜线直径为0.2mm。若所用铜线的电阻率为1.54×10-8Ω·m，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为 m （结果保留2位有效数字） （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）三、电荷 电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。 10．用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是（　　） A． B． C． 11．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　） A．摆动过程最高点逐渐降低 B．每次经过A点的速度大小不相等 C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等 D．摆动的周期不变 12．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 13．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。 （1）正离子在磁场B中的转动快慢与( )有关； A．粒子电荷量     B．粒子质量C．粒子速度       D．轨道半径E.磁感应强度 （2）轨迹相同的粒子 同种粒子；（选涂：A．是  B．不一定是  C．不是） （3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R 。 （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）四、电磁感应现象与应用 1831年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了电磁场理论。 14．如图为最早的发电机装置，由 （选涂：A．法拉第  B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是 （选涂：A．交流电  B．直流电）。 15．如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板 D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变 16．某储能装置是一个电容为的电容器。现用高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为 C；储存的能量为 J。 17．如图发电机模型，一边长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为k，则： （1）当线圈平面与磁场 （选涂：A．垂直  B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为 ； （2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 ； （3）（计算）线圈转动过程中电阻R的功率 。 18．如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒ab和cd垂直横跨在导轨两端，其中cd棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物M连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物M下落过程的速度时间图像 。 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）六、磁流体发电 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，当等离子体横切穿过磁场时，能产生电，在等离子体流经的通道上安装电极并和外部负载连接时，则可发电。 21．发电机和电动机中， 是将机械能转化为电能的装置， 是将电能转化为机械能的装置（两空均选填“发电机”或“电动机”）。 22．磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（含有带正电和带负电的微粒）以一定速度垂直于磁场方向连续射入匀强磁场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（　　） A．带电微粒进入磁场后不受力的作用 B．带电微粒在磁场中受力可用左手定则判断 C．若只增大两极板间的距离，发电机的电动势不变 D．A极板相当于发电机电源的负极 23．如图所示是磁流体发电机的装置， A、B组成一对长为L、宽为h的平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。发电通道内有电阻率为的高温等离子持续垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，电离气体以不变的流速v通过发电通道。电容器的电容为C，不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题。 （1）A板的电势比B板 （“高”或“低”），发电机的电动势 ； （2）开关闭合，当发电机稳定发电时，求A、B两端的电压U；( ) （3）开关断开，求稳定后电容器所带的电荷量q。( ) （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。 6．在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（   ） A． 电暖风机 B．电磁炉 C．电热毯 D． 电烤炉 7．如图为一理想变压器，原副线圈匝数比为n1:n2=10:1，副线圈所接负载电阻为10，原线圈接有效值为100V的正弦交流电，则副线圈两端电压的有效值U₂= V，原线圈中电流的有效值I1= A，负载电阻消耗的电功率P₂= W。 8．小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，、是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来： 9．如图所示，面积为0.2m2的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈总电阻R2=4Ω，则回路中电流的大小为 A, a、b两点间的电势差Uab= V。 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）随着科技的不断发展和环境保护意识的崛起，中国的新能源汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车发动机的效率约10%-40%（随着发动机的工作状态变化），新能源车中纯电动汽车的电机效率高达约90%（行驶过程中几乎不变）。 汽车在平坦道路上保持匀速行驶受到来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。滚动阻力的大小与汽车重量成正比Ff=crmg，其中cr为滚阻系数。空气阻力的大小与汽车和速度的平方成正比f=kv2，其中k为常量，和空气密度，汽车的迎风面积等有关。 20．新能源纯电动汽车所用的电能和传统燃油车所用的汽油（    ） A．都是一次能源 B．都是二次能源 C．都是新能源 D．都是不可再生能源 21．一辆汽车的驱动电机（或发动机）的效率为，在平直道路上匀速行驶的速度为v，不考虑其他能量损失，则该汽车的能耗总功率为（     ） A．B．C．D． 22．电动汽车中驱动电机常用的是异步感应电机和永磁同步电机，如图a是永磁同步电机示意图，其中转子为永磁体，定子上绕有线圈。为使转子如图所示顺时针转动，定子A线圈中此时的电流方向为 。（选填“a流向b”，或“b流向a”）；该电机正常工作，转子持续顺时针转动，线圈A、B、C中应该通 。（选填“直流电”，或“交流电”） 23．某电动汽车的能耗总功率P和速度v的关系如图b所示，该汽车电池容量W为，则该汽车以60km/h的速度行驶时，能够行驶的里程x为 km；通常纯电动汽车驾驶员有这样一个经验：“一上高速，续航减半“。即纯电动汽车的行驶里程x随着匀速行驶速度v的增大而减小，试利用图像解释这一现象： 。 （上海市普陀区2024届高三物理二模试卷）风是由空气流动引起的一种自然现象。从放飞风筝、风帆助航，到风力发电……都是人类对风的有效利用。 12．某同学静止站在水平地面上放风筝（风筝的重力不能忽略），他缓慢释放拉风筝的细线，风筝先后经过同一竖直线上的a、b两点，如图所示。若风筝在a、b两点时，细线对风筝的拉力大小相等 （1）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力大小分别为、，则( ) A．　　B．　　C． （2）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力方向与竖直方向的夹角分别为、，则( ) A．　　B．　　C． 13．一艘帆船受水平风力的推动，在静水中做匀速直线运动，速度大小为。若水对船阻力大小恒为，船帆的迎风面积为，空气密度为，则风速约为( ) A．　　B．　　C．　　D． 14．风电机组利用风能带动风轮机叶片旋转，再通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动发电，为人们提供清洁能源。 （1）某款风电机组通过三片长度为的叶片获取风能，如图a所示。叶片匀速转动一周的时间为，叶轮尖端的线速度的大小为 。升速齿轮箱某组齿轮如图b所示，A、B为齿轮上两点，已知。A、B点的向心加速度大小之比 。 （2）风力发电的输电原理如图所示（变压器均为理想变压器）。若输电线的总电阻为28Ω，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为1430kW，那么降压变压器输入电压 V，输电线的焦耳热功率； kW。 15．某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图a、b所示。电磁信号产生系统由半径为L圆形区域的匀强磁场，阻值为r固定于风轮转轴的导体棒OA（导体棒长度大于L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。 （1）风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A端与弹性簧片接触时，流经电流表的电流方向是( ) A．a→b　　B．b→a （2）（计算）若导体棒A端与弹性簧片接触时流过电路的电流强度恒为I，测量电路中保护电阻的阻值为R，其余电阻不计。求风杯转动的角速度 。 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 22．适合做电磁炉锅具的材料是（　　） A．铁 B．陶瓷 C．玻璃 23．电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（　　） A．法拉第预言了电磁波的存在 B．伦琴发现了X射线 C．医院里用红外线热效应来杀菌 24．某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　） A．增大交流电源的频率 B．减小上方线圈的匝数以减小电阻 C．将交流电源换成电动势更大的直流电源 25．间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1 T的匀强磁场中，一端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r =1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从t=0时刻开始运动，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求： （1）这一感应电动势的有效值； （2）写出导体棒速度大小随时间变化的关系式； （3）算出0 ~ 2s内外力所做的功。 （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）电磁作用 电能生磁，磁能生电，电与磁紧密联系而又相互作用，在生活及科学研究领域都有重要的应用。 25．图是磁电式电表内部结构示意图，该电表利用的物理原理是 写出一条能提高该电表的灵敏度措施是： 26．威耳逊云室是能显示带电粒子径迹的实验装置，是研究微观粒子的重要器材。在真空云室中的矩形区域内存在着匀强磁场，在A点有一静止的原子核发生了某种衰变，生成的新核和释放出的粒子在磁场中的径迹如图中的曲线a、b所示，下列说法正确的是（    ） A．核发生的是衰变 B．曲线a是新核的径迹 C．匀强磁场方向垂直纸面向里 D．曲线a、b的半径比与新核和粒子的质量有关 27．“回旋加速器”就是一种典型的粒子加速器，下图为一回旋加速器的简图，和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（    ） A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大 B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短 C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为 28．用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为的圆环，圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，下列说法正确的是（    ） A．下落过程圆环中磁通量不变 B．此时圆环受到竖直向上的安培力作用 C．此时圆环的加速度大小为 D．如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度为 29．水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。 （1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和的大小。 （2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平面内旋转。 ①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为，求的大小。 ②“电动机”效率为50%时，导体棒a的角速度。 （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律的发现一方面使人们制造出了发电机和变压器，电能的大规模生产和远距离输送成为可能；另一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术、电工测量等方面都有广泛的应用，人类社会从此迈入了电气化时代。 14．涡流、电磁驱动和电磁阻尼都是电磁感应现象，三者常常有紧密联系。下列说法正确的是（    ） A．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁会很快静止下来，这属于电磁阻尼现象 B．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁振动时，铝板中会产生涡流，涡流对磁铁总有排斥作用 C．图乙中，竖直放置的蹄形磁铁转动后，同轴的闭合线圈会同向转动，这属于电磁阻尼现象 D．图乙中，蹄形磁铁匀速转动时间足够长，闭合线圈的转速可以大于蹄形磁铁的转速 15．图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K将 （A：立即；B：过一会儿）将衔铁D向上拉起，原因是： 16．从发电机输出的电压通常需要通过变压器将电输送给用户。某同学为研究变压器的规律，利用图示装置进行实验，图中左右线圈匝数之比为，现该同学在左侧输入端接入一12V的恒压直流电源，则右侧输出端测出的电压为 （选涂：“A：4V”、“B：0V”）。当该同学左侧接入的电压时，右侧测出的电压值为 （选涂：“A：4V”、“B：”） 17．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量 ；电阻R上所产生的热量 。 18．为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知震荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的回路振荡电流的频率将 （选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，震荡回路的总能量将 （选填A：增大；B：减小） （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）发电机 直流发电机的工作原理可以简化为如图所示情景。固定于水平面的平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。直导线ab在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上沿恒力F方向以大小为v的速度做匀速直线运动，运动过程中导线ab与导轨始终保持良好接触。 15．已知ab的电阻为R，导轨端点MP间接有阻值为r的电阻，其余电阻不计。ab长度为L，恰与平行轨道间距相等，与导轨间摩擦不计。在长度为∆t的时间内，F对导线ab所做的功W＝ ；“发电机”产生的电能E＝ ；电阻r的热功率Pr＝ 。 16．若导线ab的质量m=8.0g、长度L=0.10m，感应电流I=1.0A。（表中列出一些你可能会用到的数据） 阿伏加德罗常数NA 6.01023mol −1 元电荷e 1.610−19C 导线ab的物质摩尔质量μ 6.010−2kg/mol （1）（计算）导线ab中具有的原子数； （2）（计算）假设每个原子贡献1个自由电子，求导线ab中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve。（保留2位有效数字） 17．从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述“发电机”能量转化中起着重要作用。图中画出导体棒中自由电子所受洛伦兹力的示意图。（下述问题均用前面出现的物理量符号表示即可） （1）则其中洛伦兹力沿棒方向的分力f1= ，垂直棒方向的分力f2= 。 （2）导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内，f1做功W1= ，f2做功W2= 。 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）加热物体 电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。 9．如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W     （1）吹冷风时触片P与 两点相接触，吹热风时触片P与 接触。 A．ab             B．bc             C．cd （2）变压器原、副线圈的匝数比nl:n2为 。 （3）求小风扇的内阻R及吹热风时通过电热丝的电流IQ（保留2位有效数字） 。 10．一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。 （1）图（b）所示电流随时间变化的方程为 。 （2）电热器两次通电的电功率之比PA:PB= 。 11．微波加热的原理是由于食物中含有一定的 ，在微波电场的作用下会剧烈振荡，从而使食物温度升高。电磁炉加热的原理是电磁炉内的磁感线穿过铁锅后在铁锅锅底处产生 ，电能转化为内能，进而通过 使食物温度升高。 （上海市杨浦区2024届高三物理二模试卷）五、电磁场中的运动 不论是常见的电池还是发电机，其内部原理都与带电物体在电场、磁场中的运动息息相关。 16．利用果蔬发电是科技界不断研究的一项新技术。某学生研究小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图1所示。 电池 电动势E（V） 内阻r（Ω） 番茄 0.6959 291.81 土豆 0.7549 559.59 （1）经采集和计算得到的电池参数见表中数据，则（   ） A．实验中电阻箱的取值应远小于果蔬电池的内阻 B．电键断开时，电压传感器的读数就是电动势值 C．若电阻箱阻值不断增大，电压传感器的读数将趋近一个常数 D．番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功大于土豆电池所做的功 （2）实验过程中多次改变电阻箱阻值R、测量对应的电流值I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的R—I－1关系图线，如图2所示，其中对应土豆电池的R—I－1关系的图线为（   ） A．①B．② 17．（计算）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板a、b，两板间距为d。一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P从左侧两板中央以初速度v0水平向右射入。重力加速度为g。 （1）要使P沿直线飞出金属板，判断P所带电荷量的正负并求磁感应强度B随时间t的变化率k； （2）当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时P恰好能从b板右侧边缘飞出，求板长L。 18．（计算）如图所示，两根光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端上滑，ab运动到最高点的时间为t1，ab从最高点返回到出发位置的下滑时间为t2。运动过程中ab与导轨始终垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g。求： （1）ab沿导轨上滑的速度为时的加速度a； （2）ab沿导轨上滑的最大距离s； （3）ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。 （上海市长宁区2024届高三物理一模试卷）磁悬浮电梯是基于电磁原理和磁力驱动使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图（甲）所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成，其原理为：竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为B，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图（乙）所示。当这些磁场在竖直方向分别以速度、、向上匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a，总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到磁场力，从而使轿厢悬停、向上或向下运动。 23．轿厢悬停时，导线框中的电流大小； 24．轿厢系统（含导线框的轿厢）的总质量M； 25．甲乙两同学讨论了“轿厢悬停时，外界是否需要向轿厢系统提供能量”的问题。 甲：外界无需对轿厢系统提供能量，因为轿厢悬停时是静止的，本身并没有消耗能量。 乙：外界需要对轿厢系统提供能量，但不清楚外界提供的能量到什么地方去了。 甲同学的说法是否正确？如不正确，请指出其错误： ； 乙认为“外界需要对轿厢系统提供能量”的说法是否正确？如正确，请回答他的疑问： ． 26．轿厢向上匀速运动时的速度； 27．在轿厢悬停、向上匀速运动以及向下匀速运动时，外界提供给轿厢系统的功率、和分别是多少？ （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）交变电流 交变电流在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。大型电站发电机组产生的交变电流通过输电线向城市和农村源源不断地输送着强大的电能。 15．交流电的有效值是根据电流的 效应来规定的，体现了物理学中常用的 的思想方法。 16．如图（甲）所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴线逆时针匀速转动，线圈通过滑环电刷外接一只电阻为100Ω的灯泡。 （1）线圈在如图（甲）所示的位置，俯视看线圈，线圈中的电流方向为 时针。 （2）灯泡上的电压随时间变化图像如图（乙）所示，则灯泡消耗的电功率为 w。 （3）根据如图（乙）所示的图像，可知： A．灯泡每秒内电流方向改变50次 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时穿过线圈的磁通量的变化率为零 17．远距离输电时通常采用高压输电。在输送功率一定的情况下，当输电电压由110kV改为440kV时，输电线路上损耗的功率变为原来的（　　） A．4 B．8 C．16 D． E． F． 18．家用燃气灶点火装置的电路如图（甲）所示，转换器将直流电压转换为如图（乙）所示的正弦交流电，并接到理想变压器的原线圈上。当两点火针间电压大于5000V时就会产生电火花进而点燃燃气。 （1）要点燃燃气，变压器副线圈与原线圈的匝数之比k需满足条件： 。 （2）当时，点火针每次放电的时间为 s（结果保留两位有效数字）。 （上海市宝山区2024届高三物理二模试卷）跑步机是一种健身器材，图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距L=0.7m、宽度d=0.3m的平行金属电极，其间充满磁感应强度B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压传感器（看成理想电压表）和阻值为0.5Ω的电阻R连接，绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻r=0.2Ω的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中，电压传感器将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图像如图乙所示。 21．在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为 ，电流大小为 A。 22．以跑步机上运动的绝缘橡胶带为参照物 （1）在0-4.0s内健身者( ) A向右做匀速直线运动        B．向左做匀速直线运动 C．向右做匀加速直线运动          D．向左做匀加速直线运动 （2）（计算）写出健身者的运动速率v随时间t变化的函数式 23．（简答）试问是否可以将图甲中的电压传感器，方便地改制成可以测量跑步速率的速率仪呢？如果可以，请介绍一下方法。 （上海市崇明区2024届高三物理二模试卷）新能源汽车 新能源车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者的青睐，新能源车将逐步替代传统燃油汽车成为家庭用车的主流。某款国产纯电四驱SUV汽车，其说明书的相关数据如下：重量2440kg，搭载了108.8kWh大容量电池，电池能量密度为150Wh/kg。续航里程（充满电后汽车能行驶的最大路程）635公里，百公里耗电17.6kWh。最高时速达到180km/h。零至100km/h加速时间4.4秒。 17．下列哪种情况可以将汽车看作质点（　　） A．在倒车入库时 B．高速公路上检测车速时 C．避让障碍物时 D．交通事故中核定责任时 18．该款SUV汽车，在某次充电过程中，显示充电功率为6.1kW，电能量剩余为35%，充电剩余时间为11小时30分钟。该电池的实际最大容量为 kWh。充满电后，在某路段实际运行过程中，屏幕显示：近50公里内计算得出每百公里平均耗电22kWh。如果按照这样的耗电，该车实际能续航 公里（保留小数点后1位数字）。 19．提速快是新能源汽车的一个重要优势。假设该SUV汽车在说明书提供的最短时间内，速度从零提速至100km/h的过程是匀加速直线运动，则其平均加速度大小为 ，这过程中，汽车行驶的距离为 m。（保留2位有效数字） 20．一汽车静止时测得车长为L1，高速行驶时在静止地面上观察者测得其长度为L2。仅考虑相对论效应，比较两者的大小（　　） A． B． C． D．不能确定 21．（多选题）电动汽车在向右运动过程中，司机发现用细线吊在车内的一个小玩偶（可以看作质点）相对前挡风玻璃向后发生了偏移，如图示，则该时刻汽车的运动情况可能是（　　） A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．向右转向运动 D．沿着斜坡匀速上坡 22．电动汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（其中，）（　　） A． B． C． D． 23．若两辆汽车做碰撞安全试验，汽车甲的质量2000kg，汽车乙的质量为1500kg，两车碰撞前后的速度随时间变化的图像如图所示。碰撞过程中，系统的总动量 （填“守恒”或“不守恒”），汽车甲受到的合外力大小 N。 24．安全防爆轮胎，在轮胎漏气甚至直接和外界联通时，轮胎也不会被压扁爆胎。假设一个防爆轮胎的容积为30升，维修工人在修补完轮胎后，需要用气泵向轮胎内充气，使胎压达到250kPa，当时外界大气压为101kPa，温度为37℃。则还需要充入101kPa的空气 升。在汽车行驶一段时间后，胎压检测显示为260kPa，此时轮胎内温度为 ℃。整个过程轮胎容积保持不变。（保留三位有效数字） 25．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为L的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感强度为B，一导体棒AB垂直置于导轨上，其电阻为R，并与金属导轨接触良好。图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为E，内电阻为r。电容器的电容为C。除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。 （1）在模拟汽车启动时，将开关S接到1位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为 能和 能，某时刻电流强度为I，则此时导体棒的速度为 。在图上标出导体棒速度方向。 （2）在模拟汽车减速时，将开关S接到2位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充电。充电过程中，电容器上极板带 电。在导体棒速度减速为v2时，充电电流为I，此时电容器的所带的电量为 。 （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第五十六颗北斗导航卫星。 13．关于火箭在竖直方向加速起飞的过程，下列说法正确的是（　　） A．燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭喷出的气流对火箭的作用力大于火箭对喷出的气流的作用力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的推进力 D．火箭携带的卫星机械能逐渐增大 14．2012年9月我国采用一箭双星的方式发射了北斗系统中的两颗圆轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗-M6”卫星，其轨道如图所示，已知地球半径R=6.370×103km，g=9.8m/s2，则这两颗卫星的 （1）线速度大小为 m/s（保留4位有效数字）； （2）运行周期均 地球自转周期。 A大于           B．小于         C．等于 15．废弃的卫星由于没有动力补充和太空中有稀薄气体的原因，其运行速率在（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．以上均有可能 16．某次火箭发射，舱内携带了装有一定质量理想气体的容器。容器中的气体分别经历了a→b和b→c两个过程，如图所示，其中a→b为等温过程。则（　　） A．气体在状态a的温度高于在状态c的温度 B．a→b→c的过程中外界对气体做正功 C．a→b的过程气体吸热 D．气体在状态b的内能等于在状态c的内能 17．某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置，简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比，比例系数为k（k为常量）。接通电源，火箭和金属杆PQ一起，由静止起沿导轨以大小等于g的加速度匀加速上升到导轨顶端，火箭与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M，分离时速度为v0，金属杆电阻为R，回路电流为I。金属杆与导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求： （1）金属杆PQ的长度L； （2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系； （3）恒流电源的输出电压U与运动时间t的关系； （4）整个弹射过程电源输出的能量W。 （上海市虹口区2024届高三物理二模试卷）从发电厂、变电站引出的输电线，将电能输送到乡村、工厂和千家万户，为我们的美好生活做出了巨大贡献，而发电机则是功不可没。 17．图示为交流发电的装置简图，边长为L、匝数为N的正方形线框abcd，在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕OO′轴沿图示方向转动。 （1）从图示位置开始计时，e、f两点间电势差Uef随时间t的变化关系图像为( ) （2）已知线框边长L=0.1m，匝数N=200，线框总电阻r=4Ω，负载电阻R=16Ω。穿过线框的磁通量按图示规律变化，则磁感应强度B= T；输出电压UR= V。 18．（证明题）图示为某直流发电机的简化原理图。以O点为圆心、半径为l的圆弧形金属导轨MN固定在纸面内，长为l的导体棒OA可绕O点以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律，证明导体棒产生的感应电动势E=Bωl2。 19．某大型燃煤发电机组输出的是正弦交流电，各种功率分配如下图所示。远距离输电过程中的损耗均为输电线热损耗，变压器视为理想变压器，1MW=106W。 （1）涡轮机损耗的功率P损= MW，整个系统的效率η= %。 （2）若远距离输电线的总电阻r线=25Ω，发电机的输出电压U=2000V，则升压变压器的匝数比为 。 （上海市虹口区2024届高三物理一模试卷）五、无线充电宝 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 13．无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器是（　　） A．电热水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．变压器 14．如图，送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电的过程中（　　） A．送电线圈周围产生稳恒不变的磁场 B．送电线圈与受电线圈中的电流始终反向 C．两个线圈是通过互感现象实现能量传递的 D．送电线圈中通入恒定电流时也能给手机充电 15．某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A．无线充电的平均电流较大 B．有线充电的平均电流较大 C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 16．某款无线充电宝具有磁吸功能，将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，如图所示，则充电宝对手机产生 个力的作用，增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 17．已知受电线圈的匝数是送电线圈匝数的2倍，送电线圈中通以图示的交流电，不计能量损失。则受电线圈中产生的电流的频率为 Hz，产生的电流的有效值为 A。 （上海市黄浦区2024届高三物理一模试卷）用电磁发射卫星 上海宇航系统工程研究所公开了一种在临近空间用电磁发射卫星的发明专利。飞艇在离地面高度20～100km范围内的临近空间稳定飞行。飞艇单次携带批量的微小型卫星，利用太阳能结合布置于飞艇下方的长直电磁发射装置，将卫星发射至低地球轨道。 15．低地球轨道卫星常被用于通信应用，下列说法中不正确的是（　　） A．无线电波可由电磁振荡产生 B．由电容器和电感器组成的LC回路能产生电磁振荡 C．为了有效地发射电磁波，可降低开放电路的振荡频率 D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站 16．如图(a)和(b)所示，飞艇系统下方的电磁发射装置将轨道调整到所需的角度和方向后，把卫星发射进入空间。长100m的直线轨道可将卫星由静止加速到8km/s离开轨道出口，则加速过程中的平均加速度大小为 m/s2。卫星通过自身的发动机调整进入预定的低地球轨道，卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动的速度 8km/s（选填“大于”、“等于”或“小于”），判断的理由是： 。 17．卫星和月球都围绕地球做匀速圆周运动，同步地球卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。月球的周期为27.3天，则月球的轨道半径约为地球半径的 倍。（保留2位有效数字）。 18．飞艇的上表面覆有一层柔性薄膜太阳电池阵为储能装置充电。某小组利用如图(c)所示的电路，研究太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关S。在温度不变的情况下，先用一弱光照射太阳能电池，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压U和电流I的示数，并多次重复该过程，将实验数据描在图(d)的U-I图中得到曲线A。改用一强光照射重复实验，在U-I图中得到曲线B。 （1）当 光（选填“弱”或“强”）照射时，该太阳能电池的输出功率更大。 （2）当滑动变阻器的电阻为某值时，用弱光照射时外电压为1.5V，若改用强光照射，外电路消耗 的电功率为 W（保留2位有效数字） 19．（简答）电磁发射装置采用超级电容储能，可瞬间输出超强功率。如图(e)为电磁发射的简化示意图，发射轨道为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨。轨道的左端为充电电路，电源的电动势为E，固定电容器的电容为C，卫星可简化为一根质量为m、电阻为r的金属导体棒ab。导体棒ab垂直放置于平行金属导轨上，忽略一切摩擦阻力以及轨道和导线的电阻。 （1）将单刀双掷开关S接1，求充电结束后电容器所带的电荷量Q； （2）在图(f)中画出在充电过程中，电容器的电荷量q随两极板间电势差U发生变化的q—U图像； （3）充电结束后再将开关S接2，电容器通过导体棒ab放电。在图(g)中画出电容器开始放电的瞬间，导体棒ab上电流的方向和其所受安培力的方向。 （4）导体棒ab由静止开始运动，至离开轨道出口发射结束。发射结束后，电容器还剩余的电荷量为Q。为便于计算，将放电电流在两导轨间产生的磁场简化为垂直轨道方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。求导体棒ab离开轨道出口时速度的大小。 （上海市静安区2024届高三物理二模试卷）根据电磁感应现象发明的发电机，变压器、远距离输电、电能储存等使得人类大规模用电成为可能。 15．如图所示，位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接，现用外力使甲线框顺时针方向匀速转动。 （1）某时刻甲、乙线框恰处于如图所示位置，若此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则( ) A．乙相当于电动机，F向下            B．乙相当于发电机，F向下 C．乙相当于电动机，F向上            D．乙相当于发电机，F向上 （2）如图所示，虚线是甲线框转动产生的正弦交流电图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足( ) A．        B．        C． （3）如图所示，若甲线框的匝数为100匝，所处的磁场可视为匀强磁场，甲线框以50转/秒的转速在磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1：n2=10：1的理想变压器给电阻R供电，若电压表的示数为10V，则变压器原线圈两端电压的有效值为 V，穿过甲线框平面的最大磁通量为 Wb 。 16．发生冰冻灾害时，可利用电流的热效应清除高压输电线上的冰层。在正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热损耗功率为P；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为16P，若认为除冰时输电功率和输电线电阻不变，则此时输电电流为 ，输电电压为 。 17．电容储能已在多方面得到广泛应用。某同学利用图甲所示的电路观察电容器的充、放电过程，得到某一过程的I – t和U – t图线如图乙所示。 （1）该过程对应的是( ) A．置于位置1一段时间的开关被拨到位置2后 B．置于位置2一段时间的开关被拨到位置1后 C．以上两种情况均可能 （2）将该过程的I – t图线及相应的坐标值清晰呈现如图丙所示，由图丙可估算出0～8s内电路中通过的电荷量为 C（结果保留2位有效数字）。 18．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.4Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.3Ω 的金属棒ab紧贴在导轨上，其余电阻不计。一匀强磁场垂直穿过导轨平面，现使金属棒ab由静止释放，其下滑距离与时间的关系如下表所示。 时   间t（s） 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 下滑距离s（m） 0 0.4 1.5 3.1 4.9 7.0 9.1 11.2 （1）结合表格数据可知，金属棒的运动情况（定性描述）为？ （2）当t=1.8s时，金属棒ab的速度大小v。 （3）（计算）金属棒ab开始运动的1.8s内，电阻R上产生的热量QR（保留2位有效数字）。 （4）（计算）金属棒ab开始运动的1.8s内，通过金属棒ab的电量q（保留2位有效数字）。 （上海市静安区2024届高三物理一模试卷）五、电与磁 人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生电。 15．图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。图（b）是动圈式话筒构造示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作时分别利用了 和 （均选涂：A．“电流的磁效应”  B．“磁场对通电导体的作用”  C．“电磁感应”）。 16．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。曲线a表示的电动势的频率为 Hz，曲线b表示的电动势的最大值为 V。 17．如图所示为磁流体发电的示意图。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，P、Q两板间便产生电压。如果把P、Q和定值电阻R连接，P、Q就是一个直流电源的两个电极。 （1）P板是电源的 （选涂：A．“正极” B．“负极”）。 （2）若P、Q两板长为l1、宽为l2、相距为d，板间的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应。这个发电机的电动势大小为 ，流过电阻R的电流大小为 。 18．如图所示，足够长的光滑平行导轨倾斜放置，导轨间距为L＝1m，两导轨与水平面夹角为，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为R＝6Ω。导体棒ab垂直于导轨放置，棒ab长度也为1m，电阻r＝2Ω，其余电阻不计。两导轨间存在磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面向上。将棒ab由静止释放，在棒ab的速度v增大至2m/s的过程中，通过灯泡的电量q＝2C，棒ab下滑的最大速度vm＝4m/s，棒ab与导轨始终接触良好。（取g＝10m/s2） （1）求棒ab的质量m； （2）求棒ab由静止起运动至v＝2m/s的过程中，灯泡产生的热量QR； （3）为了提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率，试通过计算提出可行的措施。某同学解答如下：灯泡的最大功率为，因此可以通过增大磁感应强度B来提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率。该同学的结果是否正确？若正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并通过计算提出两条可行的措施。 （上海市金山区2024届高三物理二模试卷）某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1.2T，不计摩擦。 15．若v0=5m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2. 16．若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向( ) A．均为abcda                        B．均为adcba C．先abcda再adcba              D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像； （3）（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； （4）（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 17．该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图（b）所示。 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ；感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，作出( ) A．E-ΔB图像        B．E-ΔΦ图像        C．E-图像        D．E-图像 （上海市金山区2024届高三物理一模试卷）五、手机的充电 有线和无线两种充电方式均可以给手机电池充电。有线充电需要充电器将民用“220V、50Hz”的正弦交流电转为低压交流电，再变为低压直流电给手机充电。无线充电原理可建模为两个线圈，如图所示：一个通有交流电的线圈甲，正上方h处有一个n匝的线圈乙连接手机电池。 17．有线充电的充电器内含变压器，原副线圈匝数之比为。则降压后得到交流电的（　　） A．最大值为5V，频率为50Hz B．有效值为5V，频率为50Hz C．最大值为5V，频率为1.14Hz D．有效值为5V，频率为1.14Hz 18．如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，其频率。离手机一段距离的充电线A位置也在振动，其频率。和的大小关系以及你判断的依据最合理的是（　　） A．，简谐振动的规律 B．，简谐振动的规律 C．，机械波的传播规律 D．，机械波的传播规律 19．当线圈甲中通过如图所示、周期为T的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将线圈乙视为纯电阻闭合线圈。则时间内，自上而下看，线圈乙中的感应电流方向为 。在时刻，甲乙两线圈相互 （选涂：A．吸引  B．排斥）。 20．（计算）线圈甲通过“三角”交流电，产生的磁场穿过线圈甲和乙。甲的单匝线圈内磁通量满足如图所示的变化规律，乙的单匝线圈内磁通量与高度有关，近似满足。若无线充电要求线圈乙中感应电动势大小不低于，则充电时两线圈间距不能超过多少？（结果用、、、、表示） （上海市建平中学2024届高三下学期物理等级考适应卷）减震器广泛用于各类机械装备上，它能加速机械装备振动的衰减，以改善装备的使用时的平顺性和安全性。一种由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，如图所示。减震装置未安装时，弹簧处于原长，缸内气柱和活塞柱长度均为h，缸内气体压强等于大气压强P0。活塞柱横截面积S，弹簧的劲度系数k。 23．汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，I为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线II可能为（　　） A．B．C．D． 24．将四台此种减震装置安装在汽车上，稳定时车重由四台减震装置支撑，此时缸内气柱长为0.4h，则缸内气体的压强为 ，汽车所受重力为 。（不计装置的质量、活塞柱与气缸摩擦，气缸导热性和气密性良好，环境温度保持不变） 25．“嫦娥五号”的组合体成功着陆在月球的预定区域，具有“减震吸能”功能的四个相同的着陆腿起到了关键作用。组合体自主确定着陆点后，开始垂直降落。组合体降落至距月球表面数米处，关闭发动机。着陆过程中，一个着陆腿所受冲击力随位移变化的F—x曲线如图所示。已知地球和月球的半径之比约为3.6、质量之比约为81，地球表面重力加速度g约为10m/s2。 （1）关闭发动机，着陆腿接触月球表面前，组合体的加速度大小约为 m/s2； （2）着陆过程中，冲击力对一个着陆腿所做的功约为 J（结果保留2位有效数字）； （3）组合体接触月面后，具有“减震吸能”的着陆腿会起缓冲作用，其间因摩擦产生了内能，试问可否将此内能全部转化为机械能？ （选填“绝不可能”或“有可能”） 26．如图，一种电磁阻尼减震器及其构造原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上相同且相互紧挨着的多个矩形线圈组成。绝缘滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的匝数为N，阻值为R，线圈ab边长为L、bc边长为0.5L，若该装置沿光滑水平面以速度v0向右进入磁感应强度大小为B、方向垂直月面竖直向下的匀强磁场。 （1）第一个线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流的方向为 ； （2）第一个线圈进入磁场过程中，通过线圈截面的电荷量为 ； （3）第一个线圈刚进入磁场时，该减震器受到的安培力大小为 ； （4）（计算）求线圈从进入磁场到减速停下，该减震器运动的距离d= 。 （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）无线充电器的发射线圈产生交变磁场，在接收设备（手机等）内的线圈中产生交变电流，实现电能的无线传输。 14．从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，接收设备线圈中的电流为 方向。 15．若接收线圈获得的正弦交流电的电压随时间变化规律如图（a）所示。 （1）以s为时间t的单位，V为电压u的单位，此交流电电压随时间变化的方程为 ； （2）此交流电压的有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为 A．    B．    C．     D． 16．某发电厂发出的交流电电压为，功率为P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为 ；输电线上损失的功率为 。 17．如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为N、半径为a、电阻为r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为R。求： （1）（计算）在时间内，接收线圈中的感应电动势E 。 （2）（计算）在时间内，通过定值电阻的电荷量q 。 （3）在、两段时间内，定值电阻上产生的热量之比为 A．    B．    C．     D． 18．另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。 （1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为 A．B．C．D． （2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为 V。 （上海市闵行区2024届高三物理二模试卷）5．电磁发射 2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！ (1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生 方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI0 （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为 的安培力，从而推动炮弹加速。 (2)如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。 ①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是 A．线圈abcd此时恰垂直于中性面 B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大 C．线圈abcd产生交流电的周期为 ②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为 A．B．C． ③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到 。（忽略回路自感效应） (3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 ①若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 。 ②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的 A．B．C． ③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v—t 图 。 （上海市杨浦区2024届高三物理二模试卷）四、电磁波 我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图1所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率，其中L为电感（单位：H），C为电容（单位：F）。 11．下列用国际单位制的基本单位表示的关系式中正确的是（  ） A． B． C． D． 12．将图中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是（  ） A．④①②③ B．②③①④ C．①③④② D．③②④① 13．图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图线可知（  ） A．在时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在时刻振荡电路中的电场能最大 C．时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向 14．如图所示，发射器和接收器置于同一直线上，发射器发出一束偏振光，在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到 次光线变暗过程。 15．如图所示，图中阴影部分ABCD为一透明材料做的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率。AD为一半径的半圆弧，在半圆弧的圆心O处有一点光源，从该点光源射入半圆弧AD的光中有一部分不能从AB、BC、CD边直接射出，则能从这三个边射出光的边长之和为 cm（只考虑首次从半圆弧直接射向AB、BC、CD边的光线）。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 电磁感应相关 （上海市2024年等级考物理试卷）自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 12. 在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）（2分）通过的电流方向（在图中用箭头标出）； （2）（3分）中的电流_____。 A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 13. 若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时： （1）（3分）两端的电压_____。 A．大于12V B．等于12V C．小于12V （2）（3分）消耗的功率_____。 A．大于6W B．等于6W C．小于6W 14. （2分）利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 15. 在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）（3分）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____。 A． B． C． D． （2）（8分）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为多大？（计算） 【电磁感应、交变电流、电路】 【答案】12.①. ②. A 13.①. A ②. C 14. 12 15.①. C ②. 【解析】 【12题详解】 （1）[1]根据题意，由楞次定律可知，通过的电流方向如图所示 （2）[2]由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中中的电流逐渐增大。 故选A。 【13题详解】 （1）[1]根据题意，由公式可得，的电阻为 恰能正常发光，则感应电动势的有效值为 的电阻为 车轮转速仍为n时，感应电动势的有效值不变，则两端的电压 故选A。 （2）[2]消耗的功率 故选C。 【14题详解】 根据变压器电压与匝数关系有 解得 【15题详解】 （1）[1]在自行车匀加速行驶过程中，发电机的转速越来越大，则周期越来越小，感应电动势的最大值越来越大，综上所述，只有C符合题意。 故选C。 （2）[2]根据题意，由可得 又有 所以 又有 可得 则 （上海市2023年高中学业水平合格性考试卷）3．小何做了一系列与通电螺线管相关的实验，实验中所用的磁传感器测得的是磁感应强度沿探管方向的分量，磁传感器探管前段是直径为0.8cm的圆面，且端面与探管轴线垂直。 （1）①根据以上原理图完成实物图的连线。 ②磁传感器应该在通电 （选填：A．前B．后）调零 ③如图为线圈内磁通量与时间的图像，何时G表中会有电流( ) A． t1-t2 B．t2-t3 C．t3-t4 D．t4-t5 （2）闭合开关，保持通过螺线管的电流不变，将磁传感器探管沿螺线管轴线插入，记录探管前端进入螺线管不同深度d处的磁感应强度大小B，得到B随d的变化关系如图所示。当探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为 Wb。（结果保留2位有效数字）。 （3）当电流以如图形式通过时，正确的是( ) A．  B．  C．  D．   （4）小何想估算绕制螺线管的铜线长度。 ①他用多用表测量绕制螺线管所用铜线的阻值时，应选用的挡位是( ) A．直流电流挡       B．直流电压挡         C．欧姆挡 ②他测得绕制螺线管铜线的阻值为48Ω，铜线直径为0.2mm。若所用铜线的电阻率为1.54×10-8Ω·m，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为 m （结果保留2位有效数字） 【电路、磁场、电磁感应】 【答案】 A CD/DC C C 98 【详解】（1）[1]实物图的连线如图所示。 （2）[2]磁传感器应该在通电前调零。 故选A。 [3]线圈内磁通量的变化时，G表中会有电流。 故选CD。 [4]探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为 （3）[5]根据右手螺旋定则可知，通电螺线管在小磁针的位置产生的磁场沿左下方，即小磁针的N极指向左下方。 故选C。 （4）[6]测量绕制螺线管所用铜线的阻值时应使用欧姆挡。 故选C。 [7]根据电阻定律 可得绕制该螺线管的铜线长度为 （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）三、电荷 电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。 10．用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是（　　） A． B． C． 11．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　） A．摆动过程最高点逐渐降低 B．每次经过A点的速度大小不相等 C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等 D．摆动的周期不变 12．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 13．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。 （1）正离子在磁场B中的转动快慢与( )有关； A．粒子电荷量     B．粒子质量C．粒子速度       D．轨道半径E.磁感应强度 （2）轨迹相同的粒子 同种粒子；（选涂：A．是  B．不一定是  C．不是） （3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R 。 【单位制、电磁感应、电场和磁场】 【答案】10．A 11．D 12．B 13． ABE B 【解析】10．根据q=It，则用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是A∙s，故选A。 11．AB．洛伦兹力对小球不做功，可知摆动过程小球的机械能守恒，则最高点的位置不变，每次经过A点的速度大小相等，选项AB错误； C．每次经过A点向右摆动时受洛伦兹力向上，向左摆动时受洛伦兹力向下，根据 可知，线上的拉力大小不相等，选项C错误； D．洛伦兹力不影响单摆的周期，则摆动的周期不变，选项D正确。 故选D。 12．小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 加上水平向右的匀强电场时，竖直方向仍只受重力，能够达到的最大高度为 图乙加上垂直纸面向里的匀强磁场，洛伦力不做功，但洛伦兹力使小球发生偏转，使小球在最高点具有一定的水平速度vx，根据动能定理可得 可得 故选B。 13．（1）正离子在磁场B中的转动快慢与周期有关，而周期 可知与粒子电荷量、粒子质量以及磁感应强度有关，故选ABE。 （2）根据 解得 可知轨迹相同的粒子的荷质比相同，但不一定是同种粒子；故选B。 （3）粒子在电场中的加速过程，应用动能定理 得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 R =2m （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）四、电磁感应现象与应用 1831年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了电磁场理论。 14．如图为最早的发电机装置，由 （选涂：A．法拉第  B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是 （选涂：A．交流电  B．直流电）。 15．如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板 D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变 16．某储能装置是一个电容为的电容器。现用高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为 C；储存的能量为 J。 17．如图发电机模型，一边长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为k，则： （1）当线圈平面与磁场 （选涂：A．垂直  B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为 ； （2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 ； （3）（计算）线圈转动过程中电阻R的功率 。 18．如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒ab和cd垂直横跨在导轨两端，其中cd棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物M连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物M下落过程的速度时间图像 。 【电磁感应、电路】 【答案】14．A B 15．A 16．0.3 750 17．B 18． 【解析】14．[1]最早的发电机装置，由法拉第发明。 故选A。 [2]当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流方向不变，是直流电。 故选B。 15．[1]A．发射线圈与接收线圈中的磁通量变化的频率相同，增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈电流的频率不变，故A正确； B．由感应装置与供电装置的工作原理可知，非理想状态下由于能量损耗供电线圈和感应线圈的磁通量变化率不等，故B错误； C．如果在车底加装一个金属护板，金属护板会产生涡流，损耗能量，同时屏蔽磁场，使接收线圈无法产生感应电流，故C错误； D．增大发射线圈与接收线圈的间距，则通过接收线圈的磁通量减小，根据 发射线圈与接收线圈两端电压之比变大，故D错误。 故选A。 16．[1][2]电容器充电后储存的电量为 储存的能量为 17．（1）[1][2]当线圈平面与磁场平行时，线圈中的电动势最大，最大值为 （2）[3]图示位置线圈平面与磁场平行，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 （3）[4]线圈转动过程中变压器原线圈电压有效值 副线圈电压有效值 电阻R的功率 18．[1]重物M下落过程的速度大小等于cd棒速度大小，由静止同时释放两根金属棒后，cd棒加速度 可知加速度随速度的增大而逐渐减小，图像斜率代表加速度，图像如图 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）六、磁流体发电 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，当等离子体横切穿过磁场时，能产生电，在等离子体流经的通道上安装电极并和外部负载连接时，则可发电。 21．发电机和电动机中， 是将机械能转化为电能的装置， 是将电能转化为机械能的装置（两空均选填“发电机”或“电动机”）。 22．磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（含有带正电和带负电的微粒）以一定速度垂直于磁场方向连续射入匀强磁场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（　　） A．带电微粒进入磁场后不受力的作用 B．带电微粒在磁场中受力可用左手定则判断 C．若只增大两极板间的距离，发电机的电动势不变 D．A极板相当于发电机电源的负极 23．如图所示是磁流体发电机的装置， A、B组成一对长为L、宽为h的平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。发电通道内有电阻率为的高温等离子持续垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，电离气体以不变的流速v通过发电通道。电容器的电容为C，不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题。 （1）A板的电势比B板 （“高”或“低”），发电机的电动势 ； （2）开关闭合，当发电机稳定发电时，求A、B两端的电压U；( ) （3）开关断开，求稳定后电容器所带的电荷量q。( ) 【电磁感应和电路】 【答案】21．发电机 电动机 22．B 23．低 Bdv 【解析】21．[1][2]发电机和电动机中，发电机即为产生电能的一种机器，是将机械能转化为电能的装置；电动机工作时，消耗电能产生机械能，是将电能转化为机械能的装置。 22．ABD．由左手定则知：等离子体喷射入磁场后在洛伦兹力作用下正离子向上偏，负离子向下偏则上极板是电源的正极，下极板是电源的负极，所以A极板的电势比B极板的电势高，故B正确，AD错误； C．两极板间形成向下的电场正、负离子将受到电场力，稳定时有 即 可知板间距离越大，发电机电动势越大，发电机电动势与正对面积无关，故C错误。 故选B。 23．（1）[1]据左手定则可知，电离气体中的正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，故B极板电势高，A板电势低； [2]稳定后满足 解得发电机的电动势为 （2）稳定后，据闭合电路欧姆定律可得 据电阻定律可得 联立解得 （3）开关断开，电容器两端的电压等于电动势，故电容器所带的电荷量为 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。 6．在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（   ） A． 电暖风机 B．电磁炉 C．电热毯 D． 电烤炉 7．如图为一理想变压器，原副线圈匝数比为n1:n2=10:1，副线圈所接负载电阻为10，原线圈接有效值为100V的正弦交流电，则副线圈两端电压的有效值U₂= V，原线圈中电流的有效值I1= A，负载电阻消耗的电功率P₂= W。 8．小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，、是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来： 9．如图所示，面积为0.2m2的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈总电阻R2=4Ω，则回路中电流的大小为 A, a、b两点间的电势差Uab= V。 【电磁感应、交变电流、电路】 【答案】6．B 7．10 0.1 10 8． 9．0.8 -4.8 【解析】6．电暖风机、电热毯、电烤炉利用电流的热效应工作，电磁炉利用电磁感应原理工作。 故选B； 7．[1]根据 可得副线圈两端电压的有效值 [2]副线圈中电流为 根据 可得 [3]负载电阻消耗的电功率 8．对电键的实验操作与观察到的小灯泡的现象连线图如下 9．[1]感应电动势 则回路中电流的大小为 [2]根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针电流，则b点电势高，a点电势低，所以a、b两点间的电势差 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）随着科技的不断发展和环境保护意识的崛起，中国的新能源汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车发动机的效率约10%-40%（随着发动机的工作状态变化），新能源车中纯电动汽车的电机效率高达约90%（行驶过程中几乎不变）。 汽车在平坦道路上保持匀速行驶受到来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。滚动阻力的大小与汽车重量成正比Ff=crmg，其中cr为滚阻系数。空气阻力的大小与汽车和速度的平方成正比f=kv2，其中k为常量，和空气密度，汽车的迎风面积等有关。 20．新能源纯电动汽车所用的电能和传统燃油车所用的汽油（    ） A．都是一次能源 B．都是二次能源 C．都是新能源 D．都是不可再生能源 21．一辆汽车的驱动电机（或发动机）的效率为，在平直道路上匀速行驶的速度为v，不考虑其他能量损失，则该汽车的能耗总功率为（     ） A． B． C． D． 22．电动汽车中驱动电机常用的是异步感应电机和永磁同步电机，如图a是永磁同步电机示意图，其中转子为永磁体，定子上绕有线圈。为使转子如图所示顺时针转动，定子A线圈中此时的电流方向为 。（选填“a流向b”，或“b流向a”）；该电机正常工作，转子持续顺时针转动，线圈A、B、C中应该通 。（选填“直流电”，或“交流电”） 23．某电动汽车的能耗总功率P和速度v的关系如图b所示，该汽车电池容量W为，则该汽车以60km/h的速度行驶时，能够行驶的里程x为 km；通常纯电动汽车驾驶员有这样一个经验：“一上高速，续航减半“。即纯电动汽车的行驶里程x随着匀速行驶速度v的增大而减小，试利用图像解释这一现象： 。 【能源、功率、电磁感应】 【答案】20．B 21．B 22．b流向a 交流电 23．667km 见解析 【解析】20．新能源纯电动汽车所用的电能和传统燃油车所用的汽油都是二次能源。 故选B。 21．根据可得，滚动阻力的功率为 空气阻力的功率为 则该汽车的能耗总功率为 故选B。 22．[1]为使转子如图所示顺时针转动，定子A线圈的磁场方向要从圆心（转子处）指向圆外，则根据右手螺旋定则判断可知，定子A线圈中此时的电流方向为b流向a。 [2]为使电机正常工作，转子持续顺时针转动，线圈A、B、C中应该通交流电。 23．[1]汽车以60km/h的速度行驶时，汽车的能耗总功率P为6.75kW，又汽车电池容量W为，则汽车可行驶的时间为 则汽车能够行驶的里程为 [2]汽车的行驶里程为 其中k为能耗总功率P和速度v的关系图像中，速度为v时图像上对应的点和原点连线的斜率。随着v的增大，k增大，故当W一定时，减小，即随着速度的增加，电车续航将减小。 （上海市普陀区2024届高三物理二模试卷）风是由空气流动引起的一种自然现象。从放飞风筝、风帆助航，到风力发电……都是人类对风的有效利用。 12．某同学静止站在水平地面上放风筝（风筝的重力不能忽略），他缓慢释放拉风筝的细线，风筝先后经过同一竖直线上的a、b两点，如图所示。若风筝在a、b两点时，细线对风筝的拉力大小相等 （1）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力大小分别为、，则( ) A．　　B．　　C． （2）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力方向与竖直方向的夹角分别为、，则( ) A．　　B．　　C． 13．一艘帆船受水平风力的推动，在静水中做匀速直线运动，速度大小为。若水对船阻力大小恒为，船帆的迎风面积为，空气密度为，则风速约为( ) A．　　B．　　C．　　D． 14．风电机组利用风能带动风轮机叶片旋转，再通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动发电，为人们提供清洁能源。 （1）某款风电机组通过三片长度为的叶片获取风能，如图a所示。叶片匀速转动一周的时间为，叶轮尖端的线速度的大小为 。升速齿轮箱某组齿轮如图b所示，A、B为齿轮上两点，已知。A、B点的向心加速度大小之比 。 （2）风力发电的输电原理如图所示（变压器均为理想变压器）。若输电线的总电阻为28Ω，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为1430kW，那么降压变压器输入电压 V，输电线的焦耳热功率； kW。 15．某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图a、b所示。电磁信号产生系统由半径为L圆形区域的匀强磁场，阻值为r固定于风轮转轴的导体棒OA（导体棒长度大于L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。 （1）风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A端与弹性簧片接触时，流经电流表的电流方向是( ) A．a→b　　B．b→a （2）（计算）若导体棒A端与弹性簧片接触时流过电路的电流强度恒为I，测量电路中保护电阻的阻值为R，其余电阻不计。求风杯转动的角速度 。 【直线运动、牛顿定律、圆周运动、电磁感应、变压器】 【答案】12．C A 13．B 14． 15．B 【解析】12．[1]风筝受到细绳拉力为，则受力分析如图 由图可知风力大小与细绳拉力和重力合力大小相等，风筝在a、b两点时，细线对风筝的拉力大小相等，但与夹角变小，由力的合成知识可知，，故选C。 [2]由图可知，与和合力大小相等，方向相反，风筝先后经过同一竖直线上的a、b两点时，合力与夹角变小，故空气对其的作用力方向与竖直方向的夹角变小，故选A。 13．帆船做匀速直线运动时处于平衡状态，帆船受风力与水的阻力是一对平衡力，设风速是，在时间内，正对帆船帆面的空气质量为，则有 根据动能定理 将代入解得 故选B。 14．[1]由线速度公式可得 由题意可知A、B点的线速度相等则由向心加速度公式可得 [2]根据理想变压器电压与匝数关系可知 由功率公式可知 又 故 15．[1]由右手定则可知，风推动风杯绕轴逆时针匀速转动时，相当于电源负极，通过电流表电流方向b→a，故选B。 [2]由电磁感应定律可知 由闭合电路欧姆定律可知 联立可得 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 22．适合做电磁炉锅具的材料是（　　） A．铁 B．陶瓷 C．玻璃 23．电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（　　） A．法拉第预言了电磁波的存在 B．伦琴发现了X射线 C．医院里用红外线热效应来杀菌 24．某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　） A．增大交流电源的频率 B．减小上方线圈的匝数以减小电阻 C．将交流电源换成电动势更大的直流电源 25．间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1 T的匀强磁场中，一端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r =1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从t=0时刻开始运动，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求： （1）这一感应电动势的有效值； （2）写出导体棒速度大小随时间变化的关系式； （3）算出0 ~ 2s内外力所做的功。 【电磁感应、简谐运动、机械能、电路、电磁波】 【答案】22．A 23．B 24．A 25．（1）；（2）=；（3） 【解析】22．电磁炉采用的是电磁感应现象，即通过线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生热量，需采用金属制作锅体，故适合做电磁炉锅具的材料是铁。 故选A。 23．A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误； B．伦琴发现了X射线，用于诊断病情，故B正确； C．医院里用紫外线来杀菌，故C错误。 故选B。 24．AB．由题意可知，本题考查电磁感应现象的应用，采用通电螺线管产生的磁场使上边多匝线圈产生感应电流，从而进行加热，由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率都可以提高发热功率，故A正确，B错误； C．将交流电源换成电动势更大的直流电源，由于直流电不会在上边多匝线圈中产生感应电流，因此无法用来加热，故C错误。 故选A。 25．（1）电动势有效值为 （2）由和，可得 （3）由动能定理可知，0~2s内初末状态速度均为零，外力所做的功等于克服安培力做功，最终等于电路产生的焦耳热为 （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）电磁作用 电能生磁，磁能生电，电与磁紧密联系而又相互作用，在生活及科学研究领域都有重要的应用。 25．图是磁电式电表内部结构示意图，该电表利用的物理原理是 写出一条能提高该电表的灵敏度措施是： 26．威耳逊云室是能显示带电粒子径迹的实验装置，是研究微观粒子的重要器材。在真空云室中的矩形区域内存在着匀强磁场，在A点有一静止的原子核发生了某种衰变，生成的新核和释放出的粒子在磁场中的径迹如图中的曲线a、b所示，下列说法正确的是（    ） A．核发生的是衰变 B．曲线a是新核的径迹 C．匀强磁场方向垂直纸面向里 D．曲线a、b的半径比与新核和粒子的质量有关 27．“回旋加速器”就是一种典型的粒子加速器，下图为一回旋加速器的简图，和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（    ） A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大 B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短 C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为 28．用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为的圆环，圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，下列说法正确的是（    ） A．下落过程圆环中磁通量不变 B．此时圆环受到竖直向上的安培力作用 C．此时圆环的加速度大小为 D．如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度为 29．水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。 （1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和的大小。 （2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平面内旋转。 ①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为，求的大小。 ②“电动机”效率为50%时，导体棒a的角速度。 【牛顿定律、电路、磁场、电磁感应】 【答案】25．见解析 见解析 26．C 27．BD 28．ABD 29．（1）;导体棒a顺时针切割磁感线；（2）①；② 【解析】25．[1] 磁电式电表利用的物理原理是通电线圈在磁场中受到安培力作用而转动； [2]线圈匝数越多，受到的安培力越大，越容易转动，所以增加线圈匝数可以提高仪表的灵敏度； 26．原子核衰变过程动量守恒，由图可知，由 可得 可知轨迹半径与粒子和新核的质量无关，与电荷量应有关，半径越大，电荷量越小，所以b是新核，a是释放出的粒子，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，所以a是电子，故核发生的是衰变。 故选C； 27．A．根据 得 则最大动能 与加速电压无关，故A错误； B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确； C．若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，可得半径公式 联立 可知质子第n次被加速前后的轨道半径之比为 故D正确。 故选BD。 28．A．圆环始终与磁感线平行，所用圆环中磁通量始终为零，不变，故A正确； B．圆环下落时切割磁感线，根据右手定则可知，圆环中有顺时针的电流，根据左手定则可知，圆环受到向上的安培力，阻碍圆环下落，故B正确； C．圆环切割磁感线，产生的感应电动势 圆环的电阻为 电流为 圆环质量为 由牛顿第二定律可得加速度 故C错误； D．当圆环受力平衡时，速度最大，有 可得最大速度为 故D正确。 故选ABD； 29．（1）导体棒平衡，有 电流为 A切割产生的电动势为 联立可得 根据左手定则和右手定则可知，导体棒a顺时针切割磁感线； （2）①空载时导体棒a所受安培力为零，则导体棒a的电流为零则导体棒a与导体棒b两端电压相等，导体棒b的电流即恒流源电流I，既 所以 ②设导体棒a切割的电动势为E，其电流为i导体棒a与导体棒b两端电压相等，即 由于导体棒a上的速度随着到圆心距离均匀增大 且有 联立可得 （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律的发现一方面使人们制造出了发电机和变压器，电能的大规模生产和远距离输送成为可能；另一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术、电工测量等方面都有广泛的应用，人类社会从此迈入了电气化时代。 14．涡流、电磁驱动和电磁阻尼都是电磁感应现象，三者常常有紧密联系。下列说法正确的是（    ） A．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁会很快静止下来，这属于电磁阻尼现象 B．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁振动时，铝板中会产生涡流，涡流对磁铁总有排斥作用 C．图乙中，竖直放置的蹄形磁铁转动后，同轴的闭合线圈会同向转动，这属于电磁阻尼现象 D．图乙中，蹄形磁铁匀速转动时间足够长，闭合线圈的转速可以大于蹄形磁铁的转速 15．图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K将 （A：立即；B：过一会儿）将衔铁D向上拉起，原因是： 16．从发电机输出的电压通常需要通过变压器将电输送给用户。某同学为研究变压器的规律，利用图示装置进行实验，图中左右线圈匝数之比为，现该同学在左侧输入端接入一12V的恒压直流电源，则右侧输出端测出的电压为 （选涂：“A：4V”、“B：0V”）。当该同学左侧接入的电压时，右侧测出的电压值为 （选涂：“A：4V”、“B：”） 17．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量 ；电阻R上所产生的热量 。 18．为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知震荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的回路振荡电流的频率将 （选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，震荡回路的总能量将 （选填A：增大；B：减小） 【电磁感应、电路、电磁振荡】 【答案】14．A 15．B 线圈B中产生感应电流，使得铁芯中磁性慢慢消失 16．B A 17． 18．A B 【解析】14．AB．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁会很快静止下来，这属于电磁阻尼现象，磁铁振动时，铝板中会产生涡流，涡流对磁铁的运动有阻碍作用，靠近时排斥，远离时吸引，选项A正确，B错误； CD．图乙中，竖直放置的蹄形磁铁转动后，同轴的闭合线圈会同向转动，这属于电磁驱动现象；蹄形磁铁匀速转动时间足够长，闭合线圈的转速总是小于蹄形磁铁的转速，选项CD错误。 故选A。 15．[1][2]图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，由于线圈B中产生感应电流，使得铁芯中磁性慢慢消失，则弹簧K将过一会儿将衔铁D向上拉起，故选B；原因是线圈B中产生感应电流，使得铁芯中磁性慢慢消失。 16．[1]变压器不能改变直流电压，则在左侧输入端接入一12V的恒压直流电源，则右侧输出端测出的电压为0V，故选B； [2]当该同学左侧接入的电压时，右侧测出的电压值为 故选A。 17．[1]通过电阻R的电荷量 [2]交流电最大值 有效值 电阻R上所产生的热量 18．[1]当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC振荡周期可知回路的振荡周期变小，故振荡频率增大，故选A； [2]电容器的电容减小，则储存的能量减小，即振荡电路的总能量减小，故选B。 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）发电机 直流发电机的工作原理可以简化为如图所示情景。固定于水平面的平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。直导线ab在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上沿恒力F方向以大小为v的速度做匀速直线运动，运动过程中导线ab与导轨始终保持良好接触。 15．已知ab的电阻为R，导轨端点MP间接有阻值为r的电阻，其余电阻不计。ab长度为L，恰与平行轨道间距相等，与导轨间摩擦不计。在长度为∆t的时间内，F对导线ab所做的功W＝ ；“发电机”产生的电能E＝ ；电阻r的热功率Pr＝ 。 16．若导线ab的质量m=8.0g、长度L=0.10m，感应电流I=1.0A。（表中列出一些你可能会用到的数据） 阿伏加德罗常数NA 6.01023mol −1 元电荷e 1.610−19C 导线ab的物质摩尔质量μ 6.010−2kg/mol （1）（计算）导线ab中具有的原子数； （2）（计算）假设每个原子贡献1个自由电子，求导线ab中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve。（保留2位有效数字） 17．从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述“发电机”能量转化中起着重要作用。图中画出导体棒中自由电子所受洛伦兹力的示意图。（下述问题均用前面出现的物理量符号表示即可） （1）则其中洛伦兹力沿棒方向的分力f1= ，垂直棒方向的分力f2= 。 （2）导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内，f1做功W1= ，f2做功W2= 。 【电磁感应、电路、物质结构】 【答案】15． 16．（1）；（2） 17． 【解析】15．[1]电路中的感应电动势为 感应电流为 导线匀速运动，受力平衡，则 F对导线ab所做的功 [2]“发电机”产生的电能为 [3]电阻r的热功率为 16．（1）导线ab中具有的原子数为 （2）每个原子贡献1个自由电子，则导线单位体积内的自由电子数为 根据电流微观表达式 解得导线ab中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率 17．（1）[1]直导线ab在导线框上做匀速直线运动，洛伦兹力沿棒方向的分力为 [2]自由电子沿导线长度方向定向移动，垂直棒方向的分力为 （2）[1]导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内，f1做功为 [2]导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内，f2做功为 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）加热物体 电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。 9．如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W     （1）吹冷风时触片P与 两点相接触，吹热风时触片P与 接触。 A．ab             B．bc             C．cd （2）变压器原、副线圈的匝数比nl:n2为 。 （3）求小风扇的内阻R及吹热风时通过电热丝的电流IQ（保留2位有效数字） 。 10．一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。 （1）图（b）所示电流随时间变化的方程为 。 （2）电热器两次通电的电功率之比PA:PB= 。 11．微波加热的原理是由于食物中含有一定的 ，在微波电场的作用下会剧烈振荡，从而使食物温度升高。电磁炉加热的原理是电磁炉内的磁感线穿过铁锅后在铁锅锅底处产生 ，电能转化为内能，进而通过 使食物温度升高。 【电路、交变电流、电磁振荡与电磁波、电磁感应】 【答案】9．B A 11:3 8.0Ω， 10． 5:4 11．水分子 涡流 热传递 【解析】9．[1]根据电吹风原理图可知，当触片P与bc相连时，只有小风扇接入电路，电风扇吹冷风，故选B； [2]当触片P与ab相连时，小风扇和电热丝都接入电路，电风扇吹热风，故选A。 [3]根据理想变压器原副线圈与匝数的关系可得 [4]小风扇吹冷风时输入功率60W，小风扇额定电压为60V，正常工作时小风扇输出功率为52W，所以 联立解得 当小风扇吹热风时输入功率为460W，则电热丝消耗的功率为 解得 10．[1]电流随时间变化的方程为 [2]设方波交变电流的有效值为I1，则 电热器两次通电的电功率之比为 11．[1]微波加热的原理是由于食物中含有一定的水分子，在微波电场的作用下会剧烈振荡，从而使食物温度升高； [2][3]电磁炉加热的原理是电磁炉内的磁感线穿过铁锅后在铁锅锅底处产生涡流，电能转化为内能，进而通过热传递使食物温度升高。 （上海市杨浦区2024届高三物理二模试卷）五、电磁场中的运动 不论是常见的电池还是发电机，其内部原理都与带电物体在电场、磁场中的运动息息相关。 16．利用果蔬发电是科技界不断研究的一项新技术。某学生研究小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图1所示。 电池 电动势E（V） 内阻r（Ω） 番茄 0.6959 291.81 土豆 0.7549 559.59 （1）经采集和计算得到的电池参数见表中数据，则（   ） A．实验中电阻箱的取值应远小于果蔬电池的内阻 B．电键断开时，电压传感器的读数就是电动势值 C．若电阻箱阻值不断增大，电压传感器的读数将趋近一个常数 D．番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功大于土豆电池所做的功 （2）实验过程中多次改变电阻箱阻值R、测量对应的电流值I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的R—I－1关系图线，如图2所示，其中对应土豆电池的R—I－1关系的图线为（   ） A．①B．② 17．（计算）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板a、b，两板间距为d。一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P从左侧两板中央以初速度v0水平向右射入。重力加速度为g。 （1）要使P沿直线飞出金属板，判断P所带电荷量的正负并求磁感应强度B随时间t的变化率k； （2）当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时P恰好能从b板右侧边缘飞出，求板长L。 18．（计算）如图所示，两根光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端上滑，ab运动到最高点的时间为t1，ab从最高点返回到出发位置的下滑时间为t2。运动过程中ab与导轨始终垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g。求： （1）ab沿导轨上滑的速度为时的加速度a； （2）ab沿导轨上滑的最大距离s； （3）ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。 【电路、电磁感应】 【答案】16．CA 17．（1）正电，；（2） 18．（1），方向沿斜面向下；（2）；（3）v2 = g(t1＋t2)sinθ－v0 【解析】16．（1）A．实验中电阻箱的取值如果远小于果蔬电池的内阻会导致电压传感器的示数接近于0，从而有很大误差或无法测量，故A错误； B．电键断开时，电压传感器的读数为0，故B错误； C．若电阻箱阻值不断增大，当电阻箱阻值远大于电源内阻时，电压传感器的读数将趋近一个常数（电源电动势），故C正确； D．根据电动势的定义可知，番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功小于土豆电池所做的功，故D错误。 故选C。 （2）根据闭合电路的欧姆定律有 E = IR＋Ir 整理有 R = EI－1－r 则土豆电池的R—I－1关系的图线为①。 故选A。 17．（1）因磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律可知，线圈中的电流为逆时针，则下极板b带正电，电场强度方向向上，则要使小球P沿直线飞出金属板，则小球应带正电荷，其中b、a两板间电势差 P所受重力和电场力为一对平衡力 所以 （2）磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半，则P受到的电场力也为原来的一半，P在竖直方向的加速度 将P在电场中的运动分解为水平、竖直两个方向 水平方向 L = v0t 竖直方向 是联立可得 18．（1）ab沿导轨上滑的速度为时产生的感应电动势 回路中的感应电流 杆所受安培力 杆受力如右图 由牛顿定律 mgsinθ＋F安 = ma 可得 ，方向沿斜面向下 （2）对ab沿导轨上滑过程应用动量定理 ∑(－mgsinθ－F安)·t = ∑(m·v) 整理有 可得 （3）对ab沿导轨下滑过程应用动量定理 ∑（mgsinθ－F安）·t = ∑(m·v) 整理有 可得ab沿导轨下滑到出发位置时的速度 v2 = g(t1＋t2)sinθ－v0 （上海市长宁区2024届高三物理一模试卷）磁悬浮电梯是基于电磁原理和磁力驱动使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图（甲）所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成，其原理为：竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为B，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图（乙）所示。当这些磁场在竖直方向分别以速度、、向上匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a，总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到磁场力，从而使轿厢悬停、向上或向下运动。 23．轿厢悬停时，导线框中的电流大小； 24．轿厢系统（含导线框的轿厢）的总质量M； 25．甲乙两同学讨论了“轿厢悬停时，外界是否需要向轿厢系统提供能量”的问题。 甲：外界无需对轿厢系统提供能量，因为轿厢悬停时是静止的，本身并没有消耗能量。 乙：外界需要对轿厢系统提供能量，但不清楚外界提供的能量到什么地方去了。 甲同学的说法是否正确？如不正确，请指出其错误： ； 乙认为“外界需要对轿厢系统提供能量”的说法是否正确？如正确，请回答他的疑问： ． 26．轿厢向上匀速运动时的速度； 27．在轿厢悬停、向上匀速运动以及向下匀速运动时，外界提供给轿厢系统的功率、和分别是多少？ 【电磁感应、电路、牛顿定律、能量守恒定律和功率】 【答案】23． 24． 25．甲同学的说法不正确，电梯悬停时，外界提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热； 乙的说法正确，电梯悬停时，外界提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热； 26． 27．；； 【解析】23．磁场以匀速运动时线框处于静止状态，线框中电动势为 线框中的电流大小为 24．由平衡关系得 得金属框、电梯轿厢及电梯负载的总质量为 25．[1]甲同学的说法不正确，电梯悬停时，外界提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热； [2]乙的说法正确，电梯悬停时，外界提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热； 26．当磁场以运动时，线框向上运动，当线框的加速度为零时，轿厢向上能达到最大速度，则电动势为 由平衡关系可得 求得 27．电梯悬停时，功率等于外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热，则 电梯向上匀速运动时，功率等于外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热与重力势能增加量之和 同问题4，可得电梯向下匀速运动的速度为 电梯向下匀速运动时，外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热与重力势能减少量之差 （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）交变电流 交变电流在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。大型电站发电机组产生的交变电流通过输电线向城市和农村源源不断地输送着强大的电能。 15．交流电的有效值是根据电流的 效应来规定的，体现了物理学中常用的 的思想方法。 16．如图（甲）所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴线逆时针匀速转动，线圈通过滑环电刷外接一只电阻为100Ω的灯泡。 （1）线圈在如图（甲）所示的位置，俯视看线圈，线圈中的电流方向为 时针。 （2）灯泡上的电压随时间变化图像如图（乙）所示，则灯泡消耗的电功率为 w。 （3）根据如图（乙）所示的图像，可知： A．灯泡每秒内电流方向改变50次 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时穿过线圈的磁通量的变化率为零 17．远距离输电时通常采用高压输电。在输送功率一定的情况下，当输电电压由110kV改为440kV时，输电线路上损耗的功率变为原来的（　　） A．4 B．8 C．16 D． E． F． 18．家用燃气灶点火装置的电路如图（甲）所示，转换器将直流电压转换为如图（乙）所示的正弦交流电，并接到理想变压器的原线圈上。当两点火针间电压大于5000V时就会产生电火花进而点燃燃气。 （1）要点燃燃气，变压器副线圈与原线圈的匝数之比k需满足条件： 。 （2）当时，点火针每次放电的时间为 s（结果保留两位有效数字）。 【交变电流、电磁振荡与电磁波、电磁感应、电路】 【答案】15．热 等效替代 16．逆 2 C 17．F 18．k >100 6.7×10-3 【解析】15．[1][2]交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，体现了物理学中常用的等效替代的思想方法。 16．（1）[1]由右手定则可知，俯视看线圈，其线圈中电流的方向为逆时针。 （2）[2]由题图可知，通过灯泡的电流为正弦式交流电，其电压的有效值为 灯泡消耗的功率为 （3）[3]A．由题图可知，该交流电的周期为0.02s，而每个周期内交变电流的方向改变两次，1s内其经过50个周期，所以电流方向改变看100次，故A项错误； B．由题图可知，时，其灯泡的电压为零，即线圈两端的电压为零，此时线圈处于中性面的位置，穿过线圈的磁通量最大，故B项错误； C．由上述分析可知，此时线圈位于中性面位置，线圈两端的电压为零，即穿过线圈的磁通量的变化率为零，故C项正确。 故选C。 17．输送功率 输电线上损耗的功率为 由题意可知，输电电压变为原来的4倍，则电流变为原来的，则输电线路上损耗的功率变为原来的。 故选F。 18．（1）[1]理想变压器，原、副线圈的电压关系为 由于原线圈最大电压为50V，副线圈最大电压要大于5000V，所以 （2）[2]若原副线圈匝数比，最大值为10000V，根据三角函数关系可知，其在角度间其均在放电，所以每次放电时间为 （上海市宝山区2024届高三物理二模试卷）跑步机是一种健身器材，图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距L=0.7m、宽度d=0.3m的平行金属电极，其间充满磁感应强度B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压传感器（看成理想电压表）和阻值为0.5Ω的电阻R连接，绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻r=0.2Ω的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中，电压传感器将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图像如图乙所示。 21．在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为 ，电流大小为 A。 22．以跑步机上运动的绝缘橡胶带为参照物 （1）在0-4.0s内健身者( ) A向右做匀速直线运动        B．向左做匀速直线运动 C．向右做匀加速直线运动          D．向左做匀加速直线运动 （2）（计算）写出健身者的运动速率v随时间t变化的函数式 23．（简答）试问是否可以将图甲中的电压传感器，方便地改制成可以测量跑步速率的速率仪呢？如果可以，请介绍一下方法。 【电磁感应、电路和直线运动】 【答案】21．由a指向b 1.2 22．D 当s时，，当s时， 23．可以，在技术上只要将电压传感器的电压读数（V）增至4倍，获得的数值作为相应的跑步速率（m/s）就可以了。 【解析】21．[1][2]根据右手定则，在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为由a指向b，电流大小为 ， 22．（1）[1]由乙图知，电压传感器两端的电压均匀增大，根据 知速度均匀增大，则健身者向左做匀加速直线运动。故选D。 （2）[2] 当s时，由图乙可知 分析电路部分，可得 金属条切割磁感线产生的电动势 由上面三式，并将已知量代入，可推得 当s时，由图乙可知 保持不变，可以推知电路中的感应电动势保持不变，因而健身者做匀速直线运动 23．根据 得 所以可以改制成测量跑步速率的速率仪，在技术上只要将电压传感器的电压读数（V）增至4倍，获得的数值作为相应的跑步速率（m/s）就可以了。 （上海市崇明区2024届高三物理二模试卷）新能源汽车 新能源车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者的青睐，新能源车将逐步替代传统燃油汽车成为家庭用车的主流。某款国产纯电四驱SUV汽车，其说明书的相关数据如下：重量2440kg，搭载了108.8kWh大容量电池，电池能量密度为150Wh/kg。续航里程（充满电后汽车能行驶的最大路程）635公里，百公里耗电17.6kWh。最高时速达到180km/h。零至100km/h加速时间4.4秒。 17．下列哪种情况可以将汽车看作质点（　　） A．在倒车入库时 B．高速公路上检测车速时 C．避让障碍物时 D．交通事故中核定责任时 18．该款SUV汽车，在某次充电过程中，显示充电功率为6.1kW，电能量剩余为35%，充电剩余时间为11小时30分钟。该电池的实际最大容量为 kWh。充满电后，在某路段实际运行过程中，屏幕显示：近50公里内计算得出每百公里平均耗电22kWh。如果按照这样的耗电，该车实际能续航 公里（保留小数点后1位数字）。 19．提速快是新能源汽车的一个重要优势。假设该SUV汽车在说明书提供的最短时间内，速度从零提速至100km/h的过程是匀加速直线运动，则其平均加速度大小为 ，这过程中，汽车行驶的距离为 m。（保留2位有效数字） 20．一汽车静止时测得车长为L1，高速行驶时在静止地面上观察者测得其长度为L2。仅考虑相对论效应，比较两者的大小（　　） A． B． C． D．不能确定 21．（多选题）电动汽车在向右运动过程中，司机发现用细线吊在车内的一个小玩偶（可以看作质点）相对前挡风玻璃向后发生了偏移，如图示，则该时刻汽车的运动情况可能是（　　） A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．向右转向运动 D．沿着斜坡匀速上坡 22．电动汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（其中，）（　　） A． B． C． D． 23．若两辆汽车做碰撞安全试验，汽车甲的质量2000kg，汽车乙的质量为1500kg，两车碰撞前后的速度随时间变化的图像如图所示。碰撞过程中，系统的总动量 （填“守恒”或“不守恒”），汽车甲受到的合外力大小 N。 24．安全防爆轮胎，在轮胎漏气甚至直接和外界联通时，轮胎也不会被压扁爆胎。假设一个防爆轮胎的容积为30升，维修工人在修补完轮胎后，需要用气泵向轮胎内充气，使胎压达到250kPa，当时外界大气压为101kPa，温度为37℃。则还需要充入101kPa的空气 升。在汽车行驶一段时间后，胎压检测显示为260kPa，此时轮胎内温度为 ℃。整个过程轮胎容积保持不变。（保留三位有效数字） 25．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为L的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感强度为B，一导体棒AB垂直置于导轨上，其电阻为R，并与金属导轨接触良好。图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为E，内电阻为r。电容器的电容为C。除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。 （1）在模拟汽车启动时，将开关S接到1位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为 能和 能，某时刻电流强度为I，则此时导体棒的速度为 。在图上标出导体棒速度方向。 （2）在模拟汽车减速时，将开关S接到2位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充电。充电过程中，电容器上极板带 电。在导体棒速度减速为v2时，充电电流为I，此时电容器的所带的电量为 。 【直线运动、相对论初步、机械能与动量、热学和电磁感应】 【答案】17．B 18．107.9 490.5/490.6 19．6.3 61 20．A 21．BD 22．B 23．不守恒 20000/ 24．44.3 49.4 25．内能 机械能 见解析 正 C（BLv2-IR） 【解析】17．在倒车入库、避让障碍物、交通事故中核定责任时，都不可忽略汽车的大小和形状；在高速公路上检测车速时，可以忽略汽车的大小和形状，将其看作质点。 故选B。 18．[1]该电池的实际最大容量为 [2]该车实际能续航为 19．[1]根据说明，零至100km/h加速时间4.4秒，则平均加速度大小为 [2]这过程中，汽车行驶的距离为 20．根据钟慢尺缩效应，可知，故选A。 21．当汽车匀速向右运动时，小玩偶的悬挂线将沿着竖直方向，不会发生偏移；当汽车加速向右运动时，小玩偶将相对前挡风玻璃向后发生偏移；当汽车向右转向运动时，小玩偶将相对前挡风玻璃向左发生偏移；当汽车沿着斜坡匀速上坡时，小玩偶将相对前挡风玻璃向后发生偏移。 故选BD。 22．设汽车牵引力为，加速度为，速度为，质量为，则有 由于汽车的输出功率恒定，随着速度的增大，牵引力逐渐减小，则汽车的加速度也逐渐减小；当牵引力减小到与阻力等大反向时，汽车不再加速，此时的最大速度为 当输出功率增大到固定值时，汽车又开始做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力再次减小到与阻力等大反向时，汽车不再加速，此时的最大速度为 故选B。 23．[1]碰撞前两车的动量分别为 碰撞后两车的动量之和为 由于，所以碰撞过程中，系统的总动量不守恒。 [2]碰撞过程中甲的加速度为 所以甲受到的合外力大小为 24．[1]由玻意耳定律可得，还需要充入的空气为 [2]由查理定律可得，此时轮胎内温度为 25．（1）[1][2]在模拟汽车启动时，将开关S接到1位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为汽车运动的机械能和导体棒发热产生的内能。 [3]某时刻电流强度为I，此时电源输出的机械功率为 又 联立解得此时导体棒的速度为 [4]电流方向由A至B，根据左手定则可知导体棒所受安培力方向向右，则速度方向向右，如下图所示 （2）[5]导体棒向右运动切割磁感线产生电流，对电容充电。根据左手定则可知，导体棒内的电流方向由B至A，所以电容器上极板带正电荷。 [6]在导体棒速度减速为v2时，导体棒两端的电动势为 充电电流为I，则电容器两端的电压为 此时电容器的所带的电量为 （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第五十六颗北斗导航卫星。 13．关于火箭在竖直方向加速起飞的过程，下列说法正确的是（　　） A．燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭喷出的气流对火箭的作用力大于火箭对喷出的气流的作用力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的推进力 D．火箭携带的卫星机械能逐渐增大 14．2012年9月我国采用一箭双星的方式发射了北斗系统中的两颗圆轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗-M6”卫星，其轨道如图所示，已知地球半径R=6.370×103km，g=9.8m/s2，则这两颗卫星的 （1）线速度大小为 m/s（保留4位有效数字）； （2）运行周期均 地球自转周期。 A大于           B．小于         C．等于 15．废弃的卫星由于没有动力补充和太空中有稀薄气体的原因，其运行速率在（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．以上均有可能 16．某次火箭发射，舱内携带了装有一定质量理想气体的容器。容器中的气体分别经历了a→b和b→c两个过程，如图所示，其中a→b为等温过程。则（　　） A．气体在状态a的温度高于在状态c的温度 B．a→b→c的过程中外界对气体做正功 C．a→b的过程气体吸热 D．气体在状态b的内能等于在状态c的内能 17．某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置，简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比，比例系数为k（k为常量）。接通电源，火箭和金属杆PQ一起，由静止起沿导轨以大小等于g的加速度匀加速上升到导轨顶端，火箭与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M，分离时速度为v0，金属杆电阻为R，回路电流为I。金属杆与导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求： （1）金属杆PQ的长度L； （2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系； （3）恒流电源的输出电压U与运动时间t的关系； （4）整个弹射过程电源输出的能量W。 【牛顿定律、机械能与动量、万有引力定律、热学、电磁感应】 【答案】13．CD 14．4318 B 15．A 16．C 17．（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】13．A．燃料用完后，在自动脱落时具有与火箭相同的速度，因此脱落后将做竖直上抛运动，故A错误； B．火箭喷出的气流对火箭的作用力与火箭对喷出的气流的作用力是相互作用力，二者等大反向，故B错误； C．燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，获得巨大的推进力，故C正确； D．火箭对携带的卫星做正功，则机械能逐渐增大，故D正确。 故选CD。 14．（1）[1]根据万有引力充当向心力 万有引力充当重力 解得 （2）[2]根据 解得 因为“北斗-M5”和“北斗-M6”卫星轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期，故选B。 15．考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，将会做近心运动，引力做正功，运行速度会越来越大，故选A。 16．A．    由于状态b和状态c体积相同，根据 由于 可知 又因为a→b为等温过程，则气体在状态a的温度低于在状态c的温度，故A错误； B． a→b的过程中气体体积增大，气体对外界做正功，b→c的过程中气体体积不变，外界对气体不做功，故B错误； C．a→b的过程中气体体积增大，气体对外界做正功 而气体温度不变，内能不变 根据 可知 气体吸收热量，故C正确； D．由上述知 气体在状态b的内能小于在状态c的内能，故D错误。 故选C。 17．（1）金属杆所受的安培力 根据牛顿第二定律 联立解得 （2）由速度时间关系可知 回路中感应电动势 （3）金属杆两端电压 根据右手定则感应电流方向向左，为确保回路电流恒定，需满足 电源输出电压 （4）弹射过程经历的时间 电源输出功率 由此可知，电源输出功率与时间呈线性关系，则输出能量 （上海市虹口区2024届高三物理二模试卷）从发电厂、变电站引出的输电线，将电能输送到乡村、工厂和千家万户，为我们的美好生活做出了巨大贡献，而发电机则是功不可没。 17．图示为交流发电的装置简图，边长为L、匝数为N的正方形线框abcd，在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕OO′轴沿图示方向转动。 （1）从图示位置开始计时，e、f两点间电势差Uef随时间t的变化关系图像为( ) （2）已知线框边长L=0.1m，匝数N=200，线框总电阻r=4Ω，负载电阻R=16Ω。穿过线框的磁通量按图示规律变化，则磁感应强度B= T；输出电压UR= V。 18．（证明题）图示为某直流发电机的简化原理图。以O点为圆心、半径为l的圆弧形金属导轨MN固定在纸面内，长为l的导体棒OA可绕O点以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律，证明导体棒产生的感应电动势E=Bωl2。 19．某大型燃煤发电机组输出的是正弦交流电，各种功率分配如下图所示。远距离输电过程中的损耗均为输电线热损耗，变压器视为理想变压器，1MW=106W。 （1）涡轮机损耗的功率P损= MW，整个系统的效率η= %。 （2）若远距离输电线的总电阻r线=25Ω，发电机的输出电压U=2000V，则升压变压器的匝数比为 。 【交变电流和电磁感应】 【答案】17．B 0.5 177.6/ 18．见解析 19．1200 36 【解析】17．（1）[1]从图示位置开始计时，线圈产生的电动势表达式为 设线圈的内阻为，由图可知e、f两点间电势差为 故选B。 （2）[2]由图像可知 可得磁感应强度为 [3]由图像可知 电动势最大值为 电动势有效值为 则输出电压为 18．OA在的时间内扫过面积为 回路磁通量增加 根据法拉第电磁感应定律可得电动势为 19．（1）[1]由各种功率分配图可知，涡轮机损耗的功率为 [2]由各种功率分配图可知，整个系统的效率为 （2）[3]根据 可得 则输送电压为 则升压变压器的匝数比为 （上海市虹口区2024届高三物理一模试卷）五、无线充电宝 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 13．无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器是（　　） A．电热水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．变压器 14．如图，送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电的过程中（　　） A．送电线圈周围产生稳恒不变的磁场 B．送电线圈与受电线圈中的电流始终反向 C．两个线圈是通过互感现象实现能量传递的 D．送电线圈中通入恒定电流时也能给手机充电 15．某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A．无线充电的平均电流较大 B．有线充电的平均电流较大 C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 16．某款无线充电宝具有磁吸功能，将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，如图所示，则充电宝对手机产生 个力的作用，增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 17．已知受电线圈的匝数是送电线圈匝数的2倍，送电线圈中通以图示的交流电，不计能量损失。则受电线圈中产生的电流的频率为 Hz，产生的电流的有效值为 A。 【电磁感应、变压器、交变电流、电路、静力学】 【答案】13．D 14．C 15．BC 16．3 不变 17．1.25×105 0.2或0.283 【解析】13．无线充电宝是利用电磁感应原理进行充电的。电热水壶利用的是电流的热效应，电冰箱和电风扇主要是利用磁场对通电导体具有力的作用，而变压器也是利用电磁感应原理。 故选D。 14．A．送电线圈接的是正弦交变电流，产生的是周期性变化的磁场，故A错误； B．根据楞次定律可知，当送电线圈中的电流在减弱时，受电线圈中的感应电流方向与送电线圈中的电流方向相同，故B错误； C．送电线圈和受电线圈的能量传递是通过互感现象实现的，故C正确； D．送电线圈中通入恒定电流时，产生恒定的磁场，则受电线圈中磁通量不会发生变化，不会产生感应电流，则不能给手机充电，故D错误。 故选C。 15．AB．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根据可知，有线充电的时间t较短，所以有线充电的平均电流较大，故A错误，B正确； CD．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中所做的功相同，则根据可知，无线充电与有线充电平均功率的比值约等于90min比150min，即为，故C正确，D错误。 故选BC。 16．[1]由于充电宝将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，则充电宝对手机有一个垂直于手机屏幕向上的吸引力、一个垂直于手机屏幕向下的弹力和一个沿手机屏幕向上的静摩擦力，则充电宝对手机产生3个力的作用。 [2]增大手机屏幕与水平方向的夹角α，手机倒吸在充电宝上也不会脱落，则充电宝对手机的合力始终等于手机重力保持不变。 17．[1]由图可知，送电线圈中电流的频率为 则受电线圈中产生的电流的频率等于送电线圈中电流的频率即为。 [2]由图可知，送电线圈中电流的有效值为 则根据变压器的原理有 可得，受电线圈中产生的电流的有效值为 （上海市黄浦区2024届高三物理一模试卷）用电磁发射卫星 上海宇航系统工程研究所公开了一种在临近空间用电磁发射卫星的发明专利。飞艇在离地面高度20～100km范围内的临近空间稳定飞行。飞艇单次携带批量的微小型卫星，利用太阳能结合布置于飞艇下方的长直电磁发射装置，将卫星发射至低地球轨道。 15．低地球轨道卫星常被用于通信应用，下列说法中不正确的是（　　） A．无线电波可由电磁振荡产生 B．由电容器和电感器组成的LC回路能产生电磁振荡 C．为了有效地发射电磁波，可降低开放电路的振荡频率 D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站 16．如图(a)和(b)所示，飞艇系统下方的电磁发射装置将轨道调整到所需的角度和方向后，把卫星发射进入空间。长100m的直线轨道可将卫星由静止加速到8km/s离开轨道出口，则加速过程中的平均加速度大小为 m/s2。卫星通过自身的发动机调整进入预定的低地球轨道，卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动的速度 8km/s（选填“大于”、“等于”或“小于”），判断的理由是： 。 17．卫星和月球都围绕地球做匀速圆周运动，同步地球卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。月球的周期为27.3天，则月球的轨道半径约为地球半径的 倍。（保留2位有效数字）。 18．飞艇的上表面覆有一层柔性薄膜太阳电池阵为储能装置充电。某小组利用如图(c)所示的电路，研究太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关S。在温度不变的情况下，先用一弱光照射太阳能电池，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压U和电流I的示数，并多次重复该过程，将实验数据描在图(d)的U-I图中得到曲线A。改用一强光照射重复实验，在U-I图中得到曲线B。 （1）当 光（选填“弱”或“强”）照射时，该太阳能电池的输出功率更大。 （2）当滑动变阻器的电阻为某值时，用弱光照射时外电压为1.5V，若改用强光照射，外电路消耗 的电功率为 W（保留2位有效数字） 19．（简答）电磁发射装置采用超级电容储能，可瞬间输出超强功率。如图(e)为电磁发射的简化示意图，发射轨道为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨。轨道的左端为充电电路，电源的电动势为E，固定电容器的电容为C，卫星可简化为一根质量为m、电阻为r的金属导体棒ab。导体棒ab垂直放置于平行金属导轨上，忽略一切摩擦阻力以及轨道和导线的电阻。 （1）将单刀双掷开关S接1，求充电结束后电容器所带的电荷量Q； （2）在图(f)中画出在充电过程中，电容器的电荷量q随两极板间电势差U发生变化的q—U图像； （3）充电结束后再将开关S接2，电容器通过导体棒ab放电。在图(g)中画出电容器开始放电的瞬间，导体棒ab上电流的方向和其所受安培力的方向。 （4）导体棒ab由静止开始运动，至离开轨道出口发射结束。发射结束后，电容器还剩余的电荷量为Q。为便于计算，将放电电流在两导轨间产生的磁场简化为垂直轨道方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。求导体棒ab离开轨道出口时速度的大小。 【电磁振荡与电磁波、牛顿定律、万有引力定律、电路、光学、电磁感应】 【答案】15．C 16．3.2 小于 轨道环绕速度要小于第一宇宙速度7.9km/s；卫星需克服空气阻力和重力做功，动能减小，速度减小；卫星的引力势能增大，动能减小 17．60 18．强 （或） 19．（1）Q =CE；（2）；（3）  ；（4） 【解析】15．A．无线电波可由电磁振荡产生，选项A正确，不符合题意； B．由电容器和电感器组成的LC回路能产生电磁振荡，选项B正确，不符合题意； C．为了有效地发射电磁波，可用开放电路从而升高振荡频率，选项C错误，符合题意； D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站，选项D正确，不符合题意。 故选C。 16．[1]根据 v2=2ax 可得加速过程中的平均加速度大小为 [2]卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于8km/s； [3]判断的理由是：轨道环绕速度要小于第一宇宙速度7.9km/s；卫星在地面轨道上的速度被加速到8km/s，卫星发射过程需克服空气阻力和重力做功，动能减小，速度减小；卫星的引力势能增大，动能减小。 17．对地球的同步卫星和月球，根据开普勒第三定律 解得 r月=60R 18．（1）应U-I图像的截距等于电源电动势，斜率等于电源内阻，则光越强，电动势越大，内阻越小，则根据 可知，当强光照射时，该太阳能电池的输出功率更大。 （2）当滑动变阻器的电阻为某值时，用弱光照射时外电压为1.5V，则此时做出外电阻的U-I图像可知图像与电源的U-I图像的交点为电路的工作点，若改用强光照射，则此时 U=2.1V I=100μA=10-4A 外电路消耗 的电功率为 P=IU=2.1×10-4W 19．（1）将单刀双掷开关S接1，充电结束后电容器两板间电压为E，则所带的电荷量 Q=CE （2）根据q=CU，充电过程中电容C不变，则q与U成正比关系，且U最大值为E，q的最大值为Q，则画出在充电过程中电容器的电荷量q随两极板间电势差U发生变化的q—U图像； （3）电容器开始放电的瞬间，导体棒ab上电流的方向由a到b，根据左手定则可知所受安培力的方向向右。 （4）对导体棒ab有动量定理 其中 解得 （上海市静安区2024届高三物理二模试卷）根据电磁感应现象发明的发电机，变压器、远距离输电、电能储存等使得人类大规模用电成为可能。 15．如图所示，位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接，现用外力使甲线框顺时针方向匀速转动。 （1）某时刻甲、乙线框恰处于如图所示位置，若此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则( ) A．乙相当于电动机，F向下            B．乙相当于发电机，F向下 C．乙相当于电动机，F向上            D．乙相当于发电机，F向上 （2）如图所示，虚线是甲线框转动产生的正弦交流电图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足( ) A．        B．        C． （3）如图所示，若甲线框的匝数为100匝，所处的磁场可视为匀强磁场，甲线框以50转/秒的转速在磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1：n2=10：1的理想变压器给电阻R供电，若电压表的示数为10V，则变压器原线圈两端电压的有效值为 V，穿过甲线框平面的最大磁通量为 Wb 。 16．发生冰冻灾害时，可利用电流的热效应清除高压输电线上的冰层。在正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热损耗功率为P；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为16P，若认为除冰时输电功率和输电线电阻不变，则此时输电电流为 ，输电电压为 。 17．电容储能已在多方面得到广泛应用。某同学利用图甲所示的电路观察电容器的充、放电过程，得到某一过程的I – t和U – t图线如图乙所示。 （1）该过程对应的是( ) A．置于位置1一段时间的开关被拨到位置2后 B．置于位置2一段时间的开关被拨到位置1后 C．以上两种情况均可能 （2）将该过程的I – t图线及相应的坐标值清晰呈现如图丙所示，由图丙可估算出0～8s内电路中通过的电荷量为 C（结果保留2位有效数字）。 18．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.4Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.3Ω 的金属棒ab紧贴在导轨上，其余电阻不计。一匀强磁场垂直穿过导轨平面，现使金属棒ab由静止释放，其下滑距离与时间的关系如下表所示。 时   间t（s） 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 下滑距离s（m） 0 0.4 1.5 3.1 4.9 7.0 9.1 11.2 （1）结合表格数据可知，金属棒的运动情况（定性描述）为？ （2）当t=1.8s时，金属棒ab的速度大小v。 （3）（计算）金属棒ab开始运动的1.8s内，电阻R上产生的热量QR（保留2位有效数字）。 （4）（计算）金属棒ab开始运动的1.8s内，通过金属棒ab的电量q（保留2位有效数字）。 【直线运动、电磁感应、交变电流、电磁振荡与电磁波、电路、磁场】 【答案】15．A B 100 16．4I 17．B 3.8×10−3 18．（1）先做加速度减小的加速运动再做匀速直线运动；（2）7m/s；（3）0.37 J；（4）1.3C 【解析】15．（1）甲顺时针转动，根据楞次定律可知，通过乙的电流由a向b，根据左手定则，ab边受安培力方向向下，乙相当于电动机。 故选A。 （2）根据 得 故选B。 （3）[1][2]根据 原线圈电压为 线框产生电动势的最大值为 磁通量最大值为 16．[1][2]由题意 ， 输电线上的热损耗功率需变为16P，此时输电电流为 输电功率为 输电电压为 17．（1）如图乙，电流增大，电容器两段电压增大，即给电容器充电的过程，故该过程对应的是置于位置2一段时间的开关被拨到位置1后。 故选B。 （2）I – t图线与坐标轴围成的面积等于电路中通过的电荷量，大于半个方格取整格，小于半格舍去，故电路中通过的电荷量为约为3.8×10−3 C。 18．（1）每经过0.3s时间金属棒下落的距离分别为0.4m、（1.5-0.4）m =1.1 m、（3.1-1.5）m =1.6 m、（4.9-3.1）m =1.8 m、（7.0-4.9 m）=2.1 m、（9.1-7.0）m =2.1 m、（11.2-9.1）m =2.1 m，相邻位移差分别为0.7m、0.5m、0.2m…，最后位移差为零。说明金属棒线做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动。 （2）由表格中的数据可知，当t=1.8s时，金属棒在前、后0.3s内的位移相等，说明此时金属棒做匀速运动，速度为 （3）金属棒运动9.1m，根据能量守恒 又电阻R上产生的热量为 得 （4）金属棒匀速运动时 根据动量定理 又 联立得 （上海市静安区2024届高三物理一模试卷）五、电与磁 人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生电。 15．图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。图（b）是动圈式话筒构造示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作时分别利用了 和 （均选涂：A．“电流的磁效应”  B．“磁场对通电导体的作用”  C．“电磁感应”）。 16．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。曲线a表示的电动势的频率为 Hz，曲线b表示的电动势的最大值为 V。 17．如图所示为磁流体发电的示意图。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，P、Q两板间便产生电压。如果把P、Q和定值电阻R连接，P、Q就是一个直流电源的两个电极。 （1）P板是电源的 （选涂：A．“正极” B．“负极”）。 （2）若P、Q两板长为l1、宽为l2、相距为d，板间的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应。这个发电机的电动势大小为 ，流过电阻R的电流大小为 。 18．如图所示，足够长的光滑平行导轨倾斜放置，导轨间距为L＝1m，两导轨与水平面夹角为，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为R＝6Ω。导体棒ab垂直于导轨放置，棒ab长度也为1m，电阻r＝2Ω，其余电阻不计。两导轨间存在磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面向上。将棒ab由静止释放，在棒ab的速度v增大至2m/s的过程中，通过灯泡的电量q＝2C，棒ab下滑的最大速度vm＝4m/s，棒ab与导轨始终接触良好。（取g＝10m/s2） （1）求棒ab的质量m； （2）求棒ab由静止起运动至v＝2m/s的过程中，灯泡产生的热量QR； （3）为了提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率，试通过计算提出可行的措施。某同学解答如下：灯泡的最大功率为，因此可以通过增大磁感应强度B来提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率。该同学的结果是否正确？若正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并通过计算提出两条可行的措施。 【电磁感应、交变电流、电磁振荡与电磁波、电路】 【答案】15．B C 16．25 10 17．B Bdv 18．（1）0.1kg；（2）5.85J；（3）不正确，理由及措施见解析 【解析】15．[1]扬声器线圈两端加有与声音频率相同的电压，线圈会在磁场中受力运动，扬声器工作时运用了“磁场对通电导体的作用”的原理。 故选B。 [2]根据题意，声波引起膜片振动，膜片带动线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，因此动圈式话筒的工作原理是电磁感应。 故选C。 16．[1]曲线a表示的电动势的频率为 [2]曲线a的表示的电动势的最大值为 则曲线b的表示的电动势的最大值为 根据 可得 故曲线b表示的电动势的最大值为 17．（1）[1]根据左手定则，负电荷向P板偏转，P板是电源的负极。故选B。 （2）[2]发电机稳定时有 电场强度为 发电机的电动势大小为 [3]等离子体的电阻为 流过电阻R的电流大小为 18． （1）导体棒ab以最大速度匀速运动时，产生的感应电流 棒ab所受安培力 棒ab处于平衡状态 解得 （2）棒ab由静止起运动至v＝2m/s的过程中，设棒ab下滑的距离为x，通过灯泡的电量 由动能定理得 电路中产生的总热量 解得 灯泡中产生的热量 （3）不正确。以最大速度匀速下滑时灯泡中功率最大，此时棒ab所受安培力等于重力沿斜面的分力，有 可知vm与B2成反比，所以增大B的同时，vm在减小，因此并不能确定灯泡的最大功率增大。以最大速度匀速运动时 根据灯泡的最大功率 可以通过增大m、θ（或减小B、L，合理即可）提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率。 （上海市金山区2024届高三物理二模试卷）某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1.2T，不计摩擦。 15．若v0=5m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2. 16．若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向( ) A．均为abcda                         B．均为adcba C．先abcda再adcba                     D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像； （3）（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； （4）（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 17．该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图（b）所示。 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ；感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，作出( ) A．E-ΔB图像        B．E-ΔΦ图像        C．E-图像        D．E-图像 【牛顿定律、直线运动、机械能、电磁感应、磁场】 【答案】15．0.3 0.18 16．D 0.012C 见解析 17．磁感应强度B随时间均匀变化 磁感应强度B的变化率 C 【解析】15．[1]由电磁感应定律可得，ab边刚进入磁场时，设，线框中产生的感应电动势为 由欧姆定律可得电流大小为 [2] 金属线框ab边受到的安培力为 由牛顿第二定律可得小车的加速度大小为 16．（1）[1]线框穿过磁场的过程中，在ab边刚进入磁场时，由右手定则可知，电流方向是adcba，在cd边刚要离开磁场边界MN时，由右手定则可知，电流方向是abcda，因此电流方向是先adcba再abcda。 故选D。 （2）[2]ab边进入磁场后，受到向左的安培力，且安培力逐渐减小，线框做加速度减小的减速运动，线框全部进入磁场后，线框中没有感应电流，不受安培力作用，线框做匀速直线运动，ab边出磁场后，cd边切割磁感线，线框中有感应电流，cd边受到向左的安培力，线框又做加速度减小的减速运动，因此定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像如图所示。 （3）[3]线框在进入磁场的过程中，感应电流的平均值为 通过导线截面的电量 （4）[4]由安培力公式可得 可知进磁场过程中的平均速度较大，则有平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由W=Fs可知，进磁场过程中线框克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 17．（1）[1]由图（b）图像可知，在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是：线圈b内的磁感应强度B随时间t均匀变化。 [2]感应电动势的大小与线圈b内的磁感应强度B随时间的变化有关，即与磁感应强度B的变化率有关。 （2）[3]由产生恒定感应电动势的条件可知，线圈面积不变，应作出感应电动势E与磁感应强度变化率的图像。 故选C。 （上海市金山区2024届高三物理一模试卷）五、手机的充电 有线和无线两种充电方式均可以给手机电池充电。有线充电需要充电器将民用“220V、50Hz”的正弦交流电转为低压交流电，再变为低压直流电给手机充电。无线充电原理可建模为两个线圈，如图所示：一个通有交流电的线圈甲，正上方h处有一个n匝的线圈乙连接手机电池。 17．有线充电的充电器内含变压器，原副线圈匝数之比为。则降压后得到交流电的（　　） A．最大值为5V，频率为50Hz B．有效值为5V，频率为50Hz C．最大值为5V，频率为1.14Hz D．有效值为5V，频率为1.14Hz 18．如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，其频率。离手机一段距离的充电线A位置也在振动，其频率。和的大小关系以及你判断的依据最合理的是（　　） A．，简谐振动的规律 B．，简谐振动的规律 C．，机械波的传播规律 D．，机械波的传播规律 19．当线圈甲中通过如图所示、周期为T的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将线圈乙视为纯电阻闭合线圈。则时间内，自上而下看，线圈乙中的感应电流方向为 。在时刻，甲乙两线圈相互 （选涂：A．吸引  B．排斥）。 20．（计算）线圈甲通过“三角”交流电，产生的磁场穿过线圈甲和乙。甲的单匝线圈内磁通量满足如图所示的变化规律，乙的单匝线圈内磁通量与高度有关，近似满足。若无线充电要求线圈乙中感应电动势大小不低于，则充电时两线圈间距不能超过多少？（结果用、、、、表示） 【电路、机械振动与机械波、电磁感应】 【答案】17．B 18．C 19．顺时针 B 20． 【解析】17．由变压器规律 解得降压后副线圈的有效值为 变压器不改变交变电流频率，所以降压后的交流电频率仍为。 故选B。 18．手机开始振动后，手机上的振动会沿充电线向外传播，能形成类似机械波的情况，结合机械波的传播规律，可知充电线的振动类似机械波的传播过程中沿波的传播方向上的质点的振动，充电线振动的频率与手机的振动频率相等，即 故选C。 19．[1]时间内，由图电流沿顺时针方向逐渐减小，根据楞次定律和安培定则，乙线圈的感应电流方向为顺时针方向。 [2]在时刻，乙线圈感应电流的方向为顺时针方向，与甲线圈电流方向相反，所以甲乙两线圈相互排斥，故选B。 20．由法拉第电磁感应定律 解得 （上海市建平中学2024届高三下学期物理等级考适应卷）减震器广泛用于各类机械装备上，它能加速机械装备振动的衰减，以改善装备的使用时的平顺性和安全性。一种由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，如图所示。减震装置未安装时，弹簧处于原长，缸内气柱和活塞柱长度均为h，缸内气体压强等于大气压强P0。活塞柱横截面积S，弹簧的劲度系数k。 23．汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，I为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线II可能为（　　） A． B． C． D． 24．将四台此种减震装置安装在汽车上，稳定时车重由四台减震装置支撑，此时缸内气柱长为0.4h，则缸内气体的压强为 ，汽车所受重力为 。（不计装置的质量、活塞柱与气缸摩擦，气缸导热性和气密性良好，环境温度保持不变） 25．“嫦娥五号”的组合体成功着陆在月球的预定区域，具有“减震吸能”功能的四个相同的着陆腿起到了关键作用。组合体自主确定着陆点后，开始垂直降落。组合体降落至距月球表面数米处，关闭发动机。着陆过程中，一个着陆腿所受冲击力随位移变化的F—x曲线如图所示。已知地球和月球的半径之比约为3.6、质量之比约为81，地球表面重力加速度g约为10m/s2。 （1）关闭发动机，着陆腿接触月球表面前，组合体的加速度大小约为 m/s2； （2）着陆过程中，冲击力对一个着陆腿所做的功约为 J（结果保留2位有效数字）； （3）组合体接触月面后，具有“减震吸能”的着陆腿会起缓冲作用，其间因摩擦产生了内能，试问可否将此内能全部转化为机械能？ （选填“绝不可能”或“有可能”） 26．如图，一种电磁阻尼减震器及其构造原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上相同且相互紧挨着的多个矩形线圈组成。绝缘滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的匝数为N，阻值为R，线圈ab边长为L、bc边长为0.5L，若该装置沿光滑水平面以速度v0向右进入磁感应强度大小为B、方向垂直月面竖直向下的匀强磁场。 （1）第一个线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流的方向为 ； （2）第一个线圈进入磁场过程中，通过线圈截面的电荷量为 ； （3）第一个线圈刚进入磁场时，该减震器受到的安培力大小为 ； （4）（计算）求线圈从进入磁场到减速停下，该减震器运动的距离d= 。 【热学、万有引力定律、电磁感应、牛顿定律】 【答案】23．D 24． 25．1.6 绝不可能 26．adcba方向 【解析】23．快速压缩过程为绝热过程，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大温度升高，则大速率分子数目所占比例增多，第四个选择项符合要求。 故选D 24．[1]气体温度不变，根据玻意耳定律有 解得 [2]对车进行分析，根据平衡条件有 解得 25．[1]关闭发动机，着陆腿接触月球表面前，合力等于万有引力，则有 在地球表面有 解得 [2]图像的面积表示功的大小，则着陆过程中，冲击力对一个着陆腿做负功，所做的功约为 [3]根据热力学第二定律可知，此内能不可能全部转化为机械能。 26．[1]根据右手定则可知，第一个线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流的方向为adcba方向。 [2]第一个线圈进入磁场过程中，感应电动势的平均值 感应电流的平均值为 根据电流的定义式有 解得 [3]结合上述可知，第一个线圈刚进入磁场时，该减震器受到的安培力大小为 其中感应电流的瞬时值为 解得 [4]线圈从进入磁场到减速停下过程，根据动量定理有 感应电流的平均值为 其中减震器运动的距离 解得 （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）无线充电器的发射线圈产生交变磁场，在接收设备（手机等）内的线圈中产生交变电流，实现电能的无线传输。 14．从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，接收设备线圈中的电流为 方向。 15．若接收线圈获得的正弦交流电的电压随时间变化规律如图（a）所示。 （1）以s为时间t的单位，V为电压u的单位，此交流电电压随时间变化的方程为 ； （2）此交流电压的有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为 A．    B．    C．     D． 16．某发电厂发出的交流电电压为，功率为P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为 ；输电线上损失的功率为 。 17．如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为N、半径为a、电阻为r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为R。求： （1）（计算）在时间内，接收线圈中的感应电动势E 。 （2）（计算）在时间内，通过定值电阻的电荷量q 。 （3）在、两段时间内，定值电阻上产生的热量之比为 A．    B．    C．     D． 18．另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。 （1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为 A．B．C．D． （2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为 V。 【电磁感应、交变电流、电磁振荡与电磁波、电路】 【答案】14．顺时针 15． B 16． 17． C 18．A 12 【解析】14．从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，根据安培定则，接收设备线圈中的电流为顺时针方向； 15．（1）此交流电电压随时间变化的方程为 （2）此交流电压的有效值 （b）所示交流电电压的有效值 此交流电压的有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为 故选B。 16．[1] 变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为 [2] 升压变压器输入端上的电流 输电线上的电流 输电线上损失的功率为 17．（1）在时间内，接收线圈中的感应电动势 （2）在时间内，通过定值电阻的电荷量 （3）在时间内，感应电流为 在时间内，定值电阻上产生的热量 在时间内，感应电动势为 在时间内，感应电流为 在时间内，定值电阻上产生的热量 定值电阻上产生的热量之比为 故选C。 18．（1）充电电流方向与放电电流方向相反，且随着充电进行，电容器两端电压变大，充电电流增加的变慢，电量积累变慢，根据 可知，电压增加变慢，放电时图像斜率同样减小，故选A。 （2）根据 可得电容器两端电压为 则电源电压为 如图为某质谱仪的原理图。真空中，一质量为m、带电量为q的正离子以大小为的初速度沿x轴运动，经长度为d的区域Ⅰ后，运动到与区域Ⅰ边界相距为L的yOz平面。 19．若区域Ⅰ中仅存在沿y轴正方向的匀强磁场，磁感强度大小为B。 （1）该离子在刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向沿 。 A．y轴正方向    B．y轴负方向    C．z轴正方向    D．z轴负方向 （2）该离子在磁场中做半径 的圆周运动；离子穿出磁场时垂直于x轴方向的速度分量大小 ； 20．若在区域Ⅰ中仅存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。求离子落在平面上时距原点O的距离s。 【答案】19．C 20． 【解析】19．[1]根据左手定则可知，离子在刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向沿z轴正方向。 故选C。 [2][3]根据 可知 速度偏转角正弦为 离子穿出磁场时垂直于x轴方向的速度分量大小 20．在区域Ⅰ中仅存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，则沿y轴正方向 ， 且 解得 在L长空间内 ， 解得 落在yOz平面上时距原点O的距离 （上海市闵行区2024届高三物理二模试卷）5．电磁发射 2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！ (1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生 方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI0 （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为 的安培力，从而推动炮弹加速。 (2)如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。 ①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是 A．线圈abcd此时恰垂直于中性面 B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大 C．线圈abcd产生交流电的周期为 ②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为 A．B．C． ③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到 。（忽略回路自感效应） (3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 ①若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 。 ②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的 A．B．C． ③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v—t 图 。 【直线运动、 磁场、交变电流、电磁振荡与电磁波、电路】 【答案】(1)垂直于导轨平面向下 (2)A B (3) A 【详解】（1）[1]根据左手定则可知电磁炮处的磁感应强度方向应垂直于导轨平面向下 [2]根据安培力公式，可得 （2）[1]A．线圈abcd此时磁通量最大，恰好位于中性面，故A错误； B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大，故B正确； C．线圈abcd产生交流电的周期为 故C正确。 本题选不正确的，故选A。 [2]根据左手定则和安培力大小公式 当电流反向时，磁场方向也反向，故安培力方向不变，可得电磁炮安培力随时间变化的规律图如图所示 故选B。 [3]交流的的峰值为 根据变压器电流与匝数的关系有 解得 （3）[1]若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 [2]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0，当电容器的电压时，放电完毕，而电压表测的是路端电压，所以电压表示数逐渐增大，直到稳定。 故选A。 [3]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，安培力减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0，速度达到最大，炮弹速率随时间变化的 v—t 图如图所示 （上海市杨浦区2024届高三物理二模试卷）四、电磁波 我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图1所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率，其中L为电感（单位：H），C为电容（单位：F）。 11．下列用国际单位制的基本单位表示的关系式中正确的是（  ） A． B． C． D． 12．将图中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是（  ） A．④①②③ B．②③①④ C．①③④② D．③②④① 13．图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图线可知（  ） A．在时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在时刻振荡电路中的电场能最大 C．时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向 14．如图所示，发射器和接收器置于同一直线上，发射器发出一束偏振光，在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到 次光线变暗过程。 15．如图所示，图中阴影部分ABCD为一透明材料做的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率。AD为一半径的半圆弧，在半圆弧的圆心O处有一点光源，从该点光源射入半圆弧AD的光中有一部分不能从AB、BC、CD边直接射出，则能从这三个边射出光的边长之和为 cm（只考虑首次从半圆弧直接射向AB、BC、CD边的光线）。 【交变电流、电磁振荡与电磁波、光学】 【答案】11．ABD 12．C 13．D 14．2 15．30 【解析】11．A．根据 得 得 故A正确； B．由 得 故B正确； C．根据 得 得 故C错误； D．根据 得 故D正确。 故选ABD。 12．电磁振荡的实质：在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，电场能和磁场能也随着做周期性的转化。 故选C。 13．A．在时刻振荡电路中电流为0，磁场能最小，故A错误； B．在时刻振荡电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误； C．时间内电流逐渐减小，磁场能向电场能转化，电容器极板上的电荷量不断增大，故C错误； D．时间内电路中电流逐渐减小，根据楞次定律，电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向，故D正确。 故选D。 14．[1]当两个偏振片的偏振方向垂直时，没有光通过。在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到2次光线变暗过程。 15．[1]取一半进行分析，如图 设该种材料临界角为C，则 sinC= 解得 C= 如图所示，若沿OE方向射到MC面上的光线刚好发生全反射，则∠MOF= 同理，若沿OG方向射入的光线恰好在DC面上发生全反射，可得∠DOG= 据几何关系可得 则能从这三个边射出光的边长之和为 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$