11  电磁感应【核心知识查漏】-2025年高考物理冲刺抢押秘籍（上海专用）

核心知识查漏011 电磁感应用 一、电磁感应中感应电流方向的判定 1．产生感应电流的三种常见情况 导线切割磁感线 结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流 磁铁与回路相对运动 磁场发生变化 2．深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义，巧判感应电流的方向 推论 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 阻碍原电流的变化——“增反减同” 二、电磁感应定律的应用-----电路问题 1．电磁感应中的电路特征：内电路和外电路：切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈相当于电源，该部分导体或线圈相当于内电路，其余部分是外电路． 2．四种求电动势的方法及应用 3．解题思路 三、电磁感应中的“杆-轨”模型 1．“单杆”模型：如图，金属导轨水平光滑，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动，进入磁场时的速度为v0，导体棒在磁场中的运动情况分析如下： 项目 条件 运动情况分析 F为恒力 F＝ 合力为0，做匀速运动 F> v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a＝0，匀速运动 F< v↓⇒BLv↓⇒I↓⇒BIL↓⇒a↓⇒a＝0，匀速运动 F随时间t按一定线性规律变化 棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＝ma＋ 2．“双杆”模型：电磁感应中“双杆问题”，涉及电磁感应、安培力、牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律的综合应用．注意分析两杆的“收尾状态”建立关系式，是解题的关键。 （上海市2024年等级考物理试卷模拟卷2）法拉第圆盘发电机 法拉第发明了世界上第一台发电机──圆盘发电机。有人说法拉第圆盘发电机像一只简陋可笑的儿童玩具，产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。法拉第圆盘发电机就是利用了电磁感应定律。 1．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈 A 中电流 i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在 t1～t2 这段时间内，哪种情况可以观察到线圈B中有变化的感应电流（　　） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 2．如图所示， A、B 为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A 的边长是 B 的二倍，A 的密度是 B 的 ，A 的电阻是 B 的 4 倍，当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A 框恰能匀速进入，那么（　　） A． B 线框也是匀速进入磁场 B．下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 2：1 C．线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 2:1 D．线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 4:1 3．如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、开关 K 与一个 n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场 B 中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球，K 没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半。则线圈中磁场 B 的变化情况和磁通量的变化率分别为（　　） A．正在增强， B．正在减弱， C．正在增强， D．正在减弱， 4．如图（甲）所示，倾角 α=30°、宽度 L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值 R=1.0Ω 的定值电阻，金属杆 MN 的电阻 r=0.25Ω，质量 m=0.2kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t=3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离 s=2m。（g=10m/s2）求： （1）磁感应强度B的大小？ （2）1.0s 时金属棒的加速度大小？ （3）求 3.2s 时金属杆的速度大小？ （4）求 0～3.2s 内回路中产生总的焦耳热？ 在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知识。 5．（2025青浦一模·三·第9题）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2。电源的输入电压不变，如果只将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将 （选填“变亮、变暗、不变”）。如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率将 （选填“变大、变小、不变”）。          6．（2025奉贤一模·四·第9题）远距离输电要用到变压器。 （1）变压器的基本结构如图所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 ；理想变压器的输入功率和输出功率的比值 （选涂：A．大于1   B．等于1   C．小于1）。 （2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向 （选涂：A．平行  B．垂直）。 线圈在电路中有很多功能，比如作为电感器、变压器。 7．（2025嘉定一模·五·第1题）如图所示，开关S接通1后，自由电荷在______力作用下向电容器两极板积聚，定值电阻R两端的电势差逐渐______。 R L C 2 1 S V V E A．增大 B．减小 C．不变 8．（2025嘉定一模·五·第2题）将开关从1置于2形成LC电磁振荡回路（线圈L的电阻不为零）。 （1）下图为LC回路电磁振荡过程中的4个状态，开始的一个振荡周期内按照发生的先后顺序可将其排序为__________。 A．①③②④ B．①④②③ C．②④①③ D．②③①④ （2） 从上图③状态开始的四分之一个电磁振荡周期内，回路中的磁场能转化为______。 9．（2025嘉定一模·五·第3题）（简答）某变压器的原线圈匝数n1 = 2200，副线圈匝数n2 = 360，输入电压U1 =220 V，为求解输出电压，小李解答过程如下： 由 得 。你是否同意该解答，说明理由。 （2025松江一模·三·第3题）变压器 变压器是根据电磁感应原理设计而成的能够改变交流电电压的电气设备。 10．以下四种电流i随时间t周期性变化的图像中，描述交流电的有________。 A． B． C． D． 11．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用到的器材除了导线和可拆变压器外，还需________。 A．干电池组B．直流电流表 C．低压交流电源 D．多用电表 E．直流电压表 12．如图，一理想变压器原、副线圈匝数分别为、，当输入正弦交流电的电压为时，穿过该变压器副线圈的磁通量变化率的最大值为 。若原线圈中电流为，则副线圈中电流为 。 13．通过变压器为一电动机供电，该电动机的原理如图所示。磁感应强度为B的匀强磁场以角速度绕轴逆时针匀速转动（俯视），边长为L的单匝正方形闭合导线框abcd位于该磁场中，在旋转磁场作用下绕轴转动，稳定转动时的角速度为。当磁场转至与线框abcd所在平面平行时，穿过线框abcd的磁通量为 ，ab边中的电流方向为 ，线框abcd内产生的感应电动势大小为 。 （2025松江一模·五·第5题）体外自动除颤仪 图（a）所示的体外自动除颤仪（简称AED）是一种使心脏恢复正常心律的医疗急救仪器。其除颤部分的简化原理如图（b）所示。通过两个单刀双掷开关和控制电容器充电与放电除颤之间的转换。电路中R的阻值远大于人体电阻。    14．除颤治疗时，电极贴于人体。在充电完成后，若已不需对患者除颤，须通过电阻R进行内部放电，此时______。 A．拨到1，拨到4 B．拨到2，拨到3 C．与1、2均断开，与3、4均断开 15．某同学受除颤仪简化原理启发，连接了一个如图（a）所示的电路，先将开关S置于1，为电容器充电；然后将开关S置于2，电容器放电电流变化规律如图（b）所示，则______。    A．时刻，电容器极板上电荷量最大 B．时刻，电感器内储存的磁场能最大 C．时间内，电容器先充电后放电 D．时间内，电感器内的磁场方向不变 16．若启动除颤程序即开始为电容器充电，当电荷量达到满电状态的80%即自动执行对人体的放电电击程序。某型号除颤仪中电容器的充电过程电流I随时间t变化的图象如图所示，则启动后至少需要等待 s才会发生第一次对人电击。（保留1位有效数字） 17．除颤仪的重要部件之一是电容器。某面积足够大的平行板电容器两极板水平且间距为d，两极板与输出电压为U的恒压电源相连，如图所示，其中图（a）为正视图，图（b）为立体图。与正极板相距h的P点有一放射源，向过P点的水平面上方及水平方向发射大量速度方向不同、大小均为的电子，落到极板即被吸收。已知电子质量为m，元电荷为e。建立Oxyz坐标系，y轴正向竖直向上。    ①电子到达正极板前瞬间的动能= ； ②求电子的最大水平位移的大小 ； ③若两板间另加一个匀强磁场，使初速度沿x轴正方向的电子恰做直线运动。求该磁场的磁感应强度B 。 （上海市2024年等级考物理试卷模拟卷5）昏暗的年代 想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。图为特斯拉线圈。 18．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡，的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 D．当断开电路时，两灯都立即熄灭 19．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．磁体的机械能守恒 C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和 20．如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则（　　） A．两线圈中的电流方向均为逆时针方向 B．两线圈均有缩小的趋势 C．a、b两线圈中产生的感应电动势之比 D．线圈中感应电流之比 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 核心知识查漏011 电磁感应用 一、电磁感应中感应电流方向的判定 1．产生感应电流的三种常见情况 导线切割磁感线 结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流 磁铁与回路相对运动 磁场发生变化 2．深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义，巧判感应电流的方向 推论 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 阻碍原电流的变化——“增反减同” 二、电磁感应定律的应用-----电路问题 1．电磁感应中的电路特征：内电路和外电路：切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈相当于电源，该部分导体或线圈相当于内电路，其余部分是外电路． 2．四种求电动势的方法及应用 3．解题思路 三、电磁感应中的“杆-轨”模型 1．“单杆”模型：如图，金属导轨水平光滑，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动，进入磁场时的速度为v0，导体棒在磁场中的运动情况分析如下： 项目 条件 运动情况分析 F为恒力 F＝ 合力为0，做匀速运动 F> v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a＝0，匀速运动 F< v↓⇒BLv↓⇒I↓⇒BIL↓⇒a↓⇒a＝0，匀速运动 F随时间t按一定线性规律变化 棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＝ma＋ 2．“双杆”模型：电磁感应中“双杆问题”，涉及电磁感应、安培力、牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律的综合应用．注意分析两杆的“收尾状态”建立关系式，是解题的关键。 （上海市2024年等级考物理试卷模拟卷2）法拉第圆盘发电机 法拉第发明了世界上第一台发电机──圆盘发电机。有人说法拉第圆盘发电机像一只简陋可笑的儿童玩具，产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。法拉第圆盘发电机就是利用了电磁感应定律。 1．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈 A 中电流 i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在 t1～t2 这段时间内，哪种情况可以观察到线圈B中有变化的感应电流（　　） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 【答案】D 【解析】由甲图可知A线圈中电流不变，各点的磁感应强度不变，穿过B线圈的磁通量变化率为零，B中没有感应电流，故A错误；由乙图可知A线圈中电流均匀增大，各点的磁感应强度均匀增大，穿过B线圈的磁通量变化率恒定，B中感应电流恒定，故B错误；由丙图可知A线圈中电流均匀减小，各点磁感应强度均匀减小，穿过B线圈的磁通量变化率恒定，B中感应电流恒定，故C错误；由丁图可知A线圈中电流按正弦规律变化，各点磁感应强度也按正弦规律变化，穿过B线圈的磁通量变化率按余弦规律变化，B中有变化的感应电流，故D正确。故选D。 2．如图所示， A、B 为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A 的边长是 B 的二倍，A 的密度是 B 的 ，A 的电阻是 B 的 4 倍，当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A 框恰能匀速进入，那么（　　） A． B 线框也是匀速进入磁场 B．下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 2：1 C．线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 2:1 D．线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 4:1 【答案】A 【解析】线框恰好进入磁场时，根据运动学公式有，线框下边切割磁感线产生的感应电动势为，线框中感应电流为，解得，则下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 1：2，故B错误；线框受到的安培力 ，可知。设线框的边长为a、导线的横截面积为S、密度为，则线框的重力为 由题意可知，A 框恰能匀速进入，则有，则可知，故B 线框匀速进入磁场，故A正确；根据电流的定义式有，线框完全进入磁场过程中做匀速运动，所用时间为，解得，故线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 1:1，故C错误；消耗的电能等于安培力做功，则有，线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 2:1，故D错误。故选A。 3．如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、开关 K 与一个 n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场 B 中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球，K 没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半。则线圈中磁场 B 的变化情况和磁通量的变化率分别为（　　） A．正在增强， B．正在减弱， C．正在增强， D．正在减弱， 【答案】C 【解析】当K 没有闭合时，两极板间没有电场，重力大于支持力，当K闭合时，支持力为重力的一半，可知 根据法拉第电磁感应定律有 解得，小球带正电，根据受力分析可知上极板带负电，下极板带正电，由楞次定律可知磁场正在增强，故C正确，ABD错误。故选C。 4．如图（甲）所示，倾角 α=30°、宽度 L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值 R=1.0Ω 的定值电阻，金属杆 MN 的电阻 r=0.25Ω，质量 m=0.2kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t=3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离 s=2m。（g=10m/s2）求： （1）磁感应强度B的大小？ （2）1.0s 时金属棒的加速度大小？ （3）求 3.2s 时金属杆的速度大小？ （4）求 0～3.2s 内回路中产生总的焦耳热？ 【答案】见解析 【解析】（1）由图像可知，金属杆稳定运动时的电流为1.60A，杆受三个力平衡，受力如图所示 根据平衡条件有 代入数据解得 （2）由图像可知1.0s时电流为1.0A，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 （3）由题意可知3.2s时电流为1.60A，根据导体切割磁感线感应电动势公式有 根据闭合电路欧姆定律有 联立解得 （4）根据能量守恒有 代入数据解得 在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知识。 5．（2025青浦一模·三·第9题）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2。电源的输入电压不变，如果只将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将 （选填“变亮、变暗、不变”）。如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率将 （选填“变大、变小、不变”）。          【答案】变暗 变大 【解析】[1]根据电压与线圈匝数之比有 如果只将原线圈匝数增加，则副线圈电压减小，小彩灯亮度将变暗； [2]如果其中一个小彩灯被短路，则副线圈电阻减小，根据 可知，变压器的输入功率将变大。 6．（2025奉贤一模·四·第9题）远距离输电要用到变压器。 （1）变压器的基本结构如图所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 ；理想变压器的输入功率和输出功率的比值 （选涂：A．大于1   B．等于1   C．小于1）。 （2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向 （选涂：A．平行  B．垂直）。 【答案】（1）见解析 B （2）A 【解析】（1）[1]在变压器中，铁芯的主要作用是导磁、引导磁通、构成磁路、减少漏磁、传递或集中磁场、增强磁场的强弱、减小铁损、减少噪声、支撑和固定作用。 [2]理想变压器自身不消耗功率，则输入功率和输出功率的比值等于1。故选B。 （2）为了减小铁芯产生的涡流影响，变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行。故选A。 线圈在电路中有很多功能，比如作为电感器、变压器。 7．（2025嘉定一模·五·第1题）如图所示，开关S接通1后，自由电荷在______力作用下向电容器两极板积聚，定值电阻R两端的电势差逐渐______。 R L C 2 1 S V V E A．增大 B．减小 C．不变 8．（2025嘉定一模·五·第2题）将开关从1置于2形成LC电磁振荡回路（线圈L的电阻不为零）。 （1）下图为LC回路电磁振荡过程中的4个状态，开始的一个振荡周期内按照发生的先后顺序可将其排序为__________。 A．①③②④ B．①④②③ C．②④①③ D．②③①④ （2） 从上图③状态开始的四分之一个电磁振荡周期内，回路中的磁场能转化为______。 9．（2025嘉定一模·五·第3题）（简答）某变压器的原线圈匝数n1 = 2200，副线圈匝数n2 = 360，输入电压U1 =220 V，为求解输出电压，小李解答过程如下： 由 得 。你是否同意该解答，说明理由。 【答案】7．静电，B 8．（1）A （2） 电场能 9．见解析 【解析】7．如图所示，开关S接通1后，自由电荷在静电力作用下向电容器两极板积聚，随着充电电流的减小，根据U =IR可知，定值电阻R两端的电势差逐渐减小。故B正确，AC错误。故选B。 8．（1）如图为LC回路电磁振荡过程中的4个状态，刚充满电荷的电容上极板为正，下极板为负，两板间有最强的电场，接通2后开始通过线圈放电，且放电电流方向为逆时针，形成振荡电流，放电完毕产生最强的磁场，然后开始反向充电，使电容下极板带正电，上极板带负电，充电完毕，磁场最弱，电场反向最强，最后又方向放电，此时的放电电流沿顺时针方向，故开始的一个振荡周期内按照发生的先后顺序可将其排序为A，故A正确。 （2）从上图③状态开始的四分之一个电磁振荡周期内，回路中的磁场能转化为电场能存储在电容器中。 9．如果题意是按照理想变压器进行求解，该解答是没问题的，但实际考虑变压器的各种损耗，按照该公式计算的输出电压大于真实的输出电压。 （2025松江一模·三·第3题）变压器 变压器是根据电磁感应原理设计而成的能够改变交流电电压的电气设备。 10．以下四种电流i随时间t周期性变化的图像中，描述交流电的有________。 A． B． C． D． 11．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用到的器材除了导线和可拆变压器外，还需________。 A．干电池组B．直流电流表 C．低压交流电源 D．多用电表 E．直流电压表 12．如图，一理想变压器原、副线圈匝数分别为、，当输入正弦交流电的电压为时，穿过该变压器副线圈的磁通量变化率的最大值为 。若原线圈中电流为，则副线圈中电流为 。 13．通过变压器为一电动机供电，该电动机的原理如图所示。磁感应强度为B的匀强磁场以角速度绕轴逆时针匀速转动（俯视），边长为L的单匝正方形闭合导线框abcd位于该磁场中，在旋转磁场作用下绕轴转动，稳定转动时的角速度为。当磁场转至与线框abcd所在平面平行时，穿过线框abcd的磁通量为 ，ab边中的电流方向为 ，线框abcd内产生的感应电动势大小为 。 【答案】10．ABD 11．CD 12． 13．0 【解析】10．电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，所以ABD是交流电，而C选项电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化，所以是直流电。故选ABD。 11．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，需使用的是低压交流电源，所以不需要干电池；测量线圈两端的电压需要使用多用电表的交流电压挡，不需要直流电压表和直流电流表。故选CD。 12．[1]根据理想变压器的电压规律可知 解得副线圈的电压为 ，则，副线圈电压的最大值为 当副线圈的电压最大时，副线圈的磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律 可知 解得 [2]根据理想变压器的电流规律可知 解得 13．[1]当磁场转至与线框abcd所在平面平行时，穿过线框abcd的磁感线的净条数为零，磁通量为0。 [2]此时ab边所受安培力为垂直纸面向外，根据左手定则可知，ab边中的电流方向为。 [3]由题意可知，ab边和cd边切割磁感线产生电动势，两边处的磁场转动的线速度大小为 两边转动的线速度大小为 则，两边相对于磁场转动的速度大小为 则产生的电动势为 （2025松江一模·五·第5题）体外自动除颤仪 图（a）所示的体外自动除颤仪（简称AED）是一种使心脏恢复正常心律的医疗急救仪器。其除颤部分的简化原理如图（b）所示。通过两个单刀双掷开关和控制电容器充电与放电除颤之间的转换。电路中R的阻值远大于人体电阻。    14．除颤治疗时，电极贴于人体。在充电完成后，若已不需对患者除颤，须通过电阻R进行内部放电，此时______。 A．拨到1，拨到4 B．拨到2，拨到3 C．与1、2均断开，与3、4均断开 15．某同学受除颤仪简化原理启发，连接了一个如图（a）所示的电路，先将开关S置于1，为电容器充电；然后将开关S置于2，电容器放电电流变化规律如图（b）所示，则______。    A．时刻，电容器极板上电荷量最大 B．时刻，电感器内储存的磁场能最大 C．时间内，电容器先充电后放电 D．时间内，电感器内的磁场方向不变 16．若启动除颤程序即开始为电容器充电，当电荷量达到满电状态的80%即自动执行对人体的放电电击程序。某型号除颤仪中电容器的充电过程电流I随时间t变化的图象如图所示，则启动后至少需要等待 s才会发生第一次对人电击。（保留1位有效数字） 17．除颤仪的重要部件之一是电容器。某面积足够大的平行板电容器两极板水平且间距为d，两极板与输出电压为U的恒压电源相连，如图所示，其中图（a）为正视图，图（b）为立体图。与正极板相距h的P点有一放射源，向过P点的水平面上方及水平方向发射大量速度方向不同、大小均为的电子，落到极板即被吸收。已知电子质量为m，元电荷为e。建立Oxyz坐标系，y轴正向竖直向上。    ①电子到达正极板前瞬间的动能= ； ②求电子的最大水平位移的大小 ； ③若两板间另加一个匀强磁场，使初速度沿x轴正方向的电子恰做直线运动。求该磁场的磁感应强度B 。 【答案】14．C 15．BC 16．6 17． 【解析】14．充电完成后，若已不需对患者除颤，须通过电阻R进行内部放电，此时电容器与电阻R单独构成回路，即与1、2均断开，与3、4均断开。 故选C。 15．时刻电流最大，自感线圈L中的磁场能最大，则电场能最小，即时刻，电容器极板上电荷量最小，故A错误；结合上述可知，时刻，自感线圈L中储存的磁场能最大，故B正确；时间内，电流先减小后增大，即磁场能先减小后增大，可知，电场能先增大后减小，即时间内，电容器先充电后放电，故C正确；时间内，通过电感器内的电流方向发生变化，根据安培定则可知，磁场方向也发生变化，D错误。故选BC。 16．根据 可知，图像与时间轴所围几何图形的面积表示电荷量，利用“数格子”的办法，对应图像与时间轴所围几何图形的格数约为13，令每一格对应的电荷量为，则有 ，根据图像可知，启动后至少需要等待6s才会发生第一次对人电击。 17．[1]极板间的电场强度 根据动能定理有 解得 [2]电子水平方向射出时，水平方向位移最大，则有 ， 结合上述解得 [3]电子恰做直线运动，该运动为匀速直线运动，根据平衡条件有 结合上述解得 。 （上海市2024年等级考物理试卷模拟卷5）昏暗的年代 想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。图为特斯拉线圈。 18．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡，的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 D．当断开电路时，两灯都立即熄灭 【答案】B 【解析】当接通电路时，A2立即正常发光，而线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡A1中电流只能逐渐增大，则A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，电路稳定后，最后两灯一样亮，选项B正确，A错误；当断开电路时，A2原来方向的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，两灯泡串联和线圈组成回路，由于线圈L的电阻不计，回路中电流从原来值逐渐减小到零，流过A2的电流与原来方向相反，则A1和A2都要过一会儿才熄灭，选项CD错误。故选B。 19．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．磁体的机械能守恒 C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和 【答案】C 【解析】磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力作负功现象，从而磁体的加速度小于重力加速度；根据法拉第电磁感应定律可知，磁体运动的速度越快，则产生的感应电动势越大，所以受到的安培力也越大，所以磁体的加速度是逐渐减小的，磁体不是做匀加速运动，故A错误；磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，且磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，故B错误，C正确；以铝管和磁体整体为研究对象，因磁体有向下的加速度，则整体合力向下，故地面对整体的支持力小于总重力，根据牛顿第三定律可知，铝管对桌面的压力小于铝管和磁体的重力之和，故D错误。故选C。 20．如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则（　　） A．两线圈中的电流方向均为逆时针方向 B．两线圈均有缩小的趋势 C．a、b两线圈中产生的感应电动势之比 D．线圈中感应电流之比 【答案】D 【解析】根据楞次定律推广含义“增反减同”，感应磁场方向和原磁场的方向相同，利用安培定则，可以判断a、b线圈中的电流的方向沿顺时针方向，故A错误；根据楞次定律的推广含义“增缩减扩”知两线圈面积均有扩张的趋势，故B错误；由法拉第电磁感应定律有则，故C错误； 根据，两线圈的电阻之比等于周长之比2：1，由欧姆定律有，故D正确。故选D。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$