专题04 电磁学（6大考点）（湖南专用）-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题04 电磁学 静电场 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场，在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动，则（　　） A．小球从A到C的过程中电势能减少 B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动 C．可求出小球运动到B点时的加速度 D．小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN 【答案】C 【知识点】等量异种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像、带电物体（计重力）在匀强电场中的圆周运动 【详解】A．根据等量异种点电荷的电场线特点可知，圆环所在平面为等势面，匀强电场方向竖直向上，则小球从A到C的过程电势增加，电势能增加，故A错误； B．当场强满足 时，小球运动时受到的向心力大小不变，可沿圆环做匀速圆周运动，故B错误； C．根据动能定理 可求出小球到B点时的速度vB，根据 可得小球的向心加速度，再根据牛顿第二定律 可得小球的切向加速度，再根据矢量合成可得B点的加速度为 故C正确； D．小球在D点受到竖直向下的重力、竖直向上的匀强电场的电场力、平行MN方向的等量异种点电荷的电场力和圆环的作用力，圆环的作用力一个分力与等量异种点电荷的电场力平衡，其与MN平行，而另一分力提供向心力，方向指向圆心，故小球在D点受到圆环的作用力方向不平行MN，故D错误。 故选C。 2．（2025·湖南邵阳·一模）2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（　　） A．惯性定律即牛顿第一定律，伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律 B．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 C．自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应 D．根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法思想方法 【答案】C 【知识点】奥斯特实验与安培定则、物理学史 【详解】A．惯性定律即牛顿第一定律，该实验无法通过实验直接验证，伽利略通过理想斜面实验间接验证了惯性定律，A错误； B．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，密立根油滴实验测得元电荷的数值，B错误； C．丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应，C正确； D．速度，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限的思想方法，D错误。 故选C。 3．（2025·湖南长沙·一模）边长为的正六边形，每个顶点上均固定一个电荷量为的点电荷，各电荷电性如图所示，规定无穷远处电势为零，静电力常量为，关于正六边形的中心点的场强及电势，下列说法正确的是（　　） A．点的场强大小为 B．点的场强大小为 C．点的电势小于零 D．点的电势等于零 【答案】A 【知识点】电场强度的叠加法则、点电荷周围电势的表达式与多个电荷的叠加 【详解】AB．依题意，正六边形顶点上的六个点电荷分成三组，分别为两组等量同种点电荷和一组等量异种点电荷，其中等量同种点电荷在O点的电场强度为零，等量异种点电荷在O点的电场强度大小为 可知，O点的场强大小为，故A正确；B错误； CD．等量异种点电荷在O点的电势为零，等量同种点电荷在O点的电势大于零，所以点的电势大于零，故CD错误。 故选A。 4．（2025·湖南大联考·一模）如图所示，有一半径为R均匀带正电绝缘球体，以球心O为原点沿半径方向建立一维坐标系，图中。已知电荷分布均匀的球壳在壳内任意一点产生的电场强度为零，则下列说法正确的是（　　） A．A和C两点的电场强度相同 B．O、A间电势差大于A、B两点间的电势差 C．从O点沿坐标轴到B点场强均匀增大 D．整个球体是等势体，表面是等势面 【答案】C 【知识点】点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强、判断非匀强电场中等距的两点电势差大小、静电感应现象、等势体 【详解】A．A点的电场强度为 设球体带电量为Q，则 解得 C点的电场强度为 故A和C两点的电场强度不相同，故A错误； BC．从O点沿坐标轴到B点，离O点距离为处，电场强度为 其中 联立可得 故从O点沿坐标轴到B点场强均匀增大，且O、A两点间的距离等于A、B两点间的距离，故O、A间电势差小于A、B两点间的电势差，故B错误、C正确； D．根据以上分析，球体内部场强不为0，整个球体不是等势体，故D错误。 故选C。 5．（2025·湖南衡阳·一模）如图所示，一根轻质的不可伸长的细线两端分别系在水平天花板上的A、B两点，有一质量及大小均不计的光滑动滑轮跨在细线上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电且可视为质点的物块。空间存在竖直向下的匀强电场，物块处于静止状态。现将电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，A、B间细线的张力大小为F1，滑轮与物块之间细线张力大小为F2，则（　　） A．F1逐渐增大 B．F1逐渐减小 C．F2逐渐增大 D．F2先减小后增大 【答案】B 【知识点】动态平衡问题、带电物体（计重力）在电场中的平衡问题 【详解】一根绳上的力大小处处相等，则初始时合力的方向为竖直向下，则设A、B间细线与竖直方向夹角为θ，则 初始时，物块受到的重力和电场力之和（看作等效重力）等于滑轮与物块之间细线张力 AB绳上的张力 随着电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，电场力也逐渐逆时针转动到水平向右，随着电场力和重力夹角增大，等效重力G′逐渐减小，即F2逐渐减小，AB细绳与等效重力方向之间的夹角也在逐渐减小，如图中θ′，则cosθ′ > cosθ，可知F1在逐渐减小。 故选B。 6．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，场强大小为E，以O为圆心、r为半径的圆与竖直平面内的坐标轴的交点分别为a、b、c、d，用绝缘杆固定一个质量为m、电荷量的可视为质点的带正电小球，将小球放到O点．如果把一个电荷量为的电荷A固定在圆弧上某点e，则绝缘杆对小球的作用力恰好为零，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A．电荷A在圆弧ab的中点处 B．电荷A的电荷量 C．未放置电荷A时，a、d两点的场强大小相等 D．未放置电荷A时，a、d两点间的电势差为 【答案】D 【知识点】电势与电势差的关系、带电物体（计重力）在电场中的平衡问题 【详解】A．由小球受力平衡可知，受到竖直向下的重力，水平向右的电场力，此二力相等大小均为，则合力为，由cd间的中点处指向O，试探电荷对小球为吸引力，则其在圆弧上cd间的中点处，A错误； B．由平衡条件可知 可得 B错误； C．匀强电场在处场强均水平向右，处正电荷在两点产生的场强大小相等，方向不同，合场强不相等，C错误； D．处正电荷在两点产生的电势相等，匀强电场在处电势比在处电势低，D正确。 故选 D。 7．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）静电纺纱利用了高压静电场，使单纤维两端带上异种电荷，如图所示为高压静电场的分布图，下列说法正确的是（　　） A．图中a、c两点电势关系为 B．图中b、d两点的电场强度大小关系为 C．电子在a、d两点的电势能关系为 D．将质子从b点移动到c点，电场力做负功 【答案】A 【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、带电粒子在电场中的电势能、利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化、电势变化与电场线分布的关系 【详解】A．由图可知，右边电极电势高于左边电极的电势，电场线从右边电极发出，终止于左边电极，根据沿着电场线方向电势降低，可知图中a、c两点电势关系为，故A正确； B．根据电场线的疏密代表电场强度的大小，可知图中b、d两点的电场强度大小关系为Eb< Ed，故B错误； C．图中a、d两点电势关系为 根据 且电子带负电，可知电子在a、d两点的电势能关系为 故C错误； D．图中b、c两点电势关系为 且质子带正电，故将质子从b点移动到c点，其电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选A。 二、多选题 8．（2025·湖南邵阳·一模）如图所示，在平面直角坐标系xOy的、两点处固定着电荷量分别为+q、的两个点电荷，A、B为y轴上两点，坐标分别为、，M、N、P、Q四个点是以为中心的正方形的四个顶点，在上述两个点电荷所形成的电场中，下列说法正确的是（　　） A．N点与Q点电势相等 B．x轴上处电场强度为零 C．B点的电势高于A点的电势，A点的电场强度大于B点的电场强度 D．将某一负电荷从P点移动到Q点电场力做的功大于将其从N点移动到M点电场力做的功 【答案】CD 【知识点】电场强度的叠加法则、静电力做功与电势差的关系 【详解】A．若单独考查形成的电场，N点和Q点位于同一等势面上，但对于形成的电场中，Q点的电势高于N点的电势，根据电势的叠加可知，在两个点电荷形成的叠加电场中，Q点的电势高于N点的电势，A错误； B．根据点电荷形成的电场，可知在处的电场强度 方向水平向右，在处的电场强度 方向水平向右，故二者大小相等，方向相同，合场强不为零，B错误； C．的点电荷等效成一个和一个的两个点电荷，对于和的电场中，A、B位于同一等势面上，而在点电荷形成的电场中，B点的电势高于A点电势，故B点电势高于A点电势，由于A点相对于场源电荷较近，故A点的场强大于B点的场强，C正确； D．形成的电场，N点和Q点位于同一等势面上，但对于形成的电场中，Q点的电势高于N点的电势，因此两点的电势差大于两点的电势差，故将某一负电荷从P点移动到Q点电场力做的功大于将其从N点移动到M点电场力做的功，D正确。 故选CD。 恒定电流 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达1000m左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中T为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器500m，丙用户距变压器1000m，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是（    ） A． B． C．若闭合，不变，、均增大 D．若闭合，不变，、均减小 【答案】D 【知识点】计算电阻混联时的电压、电流和电阻、利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、理想变压器两端电压与匝数的关系 【详解】由理想变压器的电压特点可知 其中、分别为原副线圈匝数，由题意可知电路中保持不变。由图可知    ①    ② 又有     ③ 根据并联电路特点可得 因为，所以有上式可知 上述结论结合③式得     ④ 又，由①②④三式可得 S闭合后，根据并联电路特点可知，、并联电阻之和，小于，所以S闭合后，R2、R3、R、的和电阻减小，设和电阻为，又有欧姆定律可得 所以增大，再结合①可得减小。又 通过R2电流减小，结合③式得通过电流增大，又有②得减小。 故选D。 2．（2025·湖南邵阳·一模）如图甲所示，取一电阻率为的均质金属材料，将它做成横截面为圆形的金属导线，每段导线体积均恒为V。如图乙所示，将一段导线接在电动势为E，内阻为r的电源两端，并置于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，如图丙所示，将另一段导线接在恒流源两端，下列说法不正确的是（　　） A．乙图中，拉长该段导线使直径减小，导线电阻随之增大 B．丙图中，拉长该段导线使直径减半，导线两端电压变为原来的8倍 C．丙图中，改变导线直径，该段导线发热功率与直径的四次方成反比 D．乙图中，通过改变导线直径可改变导线所受的安培力，且最大安培力为 【答案】B 【知识点】电阻定律的内容及表达式、安培力的计算式及简单应用、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】A．根据电阻定律 其中， 联立，解得 可知乙图中，拉长该段导线使直径减小，导线电阻随之增大，故A正确，与题意不符； B．丙图中，导线两端的电压 电流不变时，拉长该段导线使直径减半，导线两端电压变为原来的16倍，故B错误，与题意相符； C．丙图中该段导线的发热功率 流过导线的电流不变，改变导线直径，该段导线发热功率与直径的四次方成反比，故C正确，与题意不符； D．乙图中，由闭合电路欧姆定律 导线受到的安培力 联立，解得 可知通过改变导线直径可改变导线所受的安培力，由数学知识可知当且仅当时，最小，此时 最小值为 故最大安培力为 故D正确，与题意不符。 本题选不正确的，故选B。 3．（2025·湖南大联考·一模）如图甲所示，理想变压器原线圈连接定值电阻，副线圈连接滑动变阻器，滑动变阻器最大阻值足够大，、端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数，描绘出图像，如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为时，滑动变阻器消耗的功率达到最大，则下列说法正确的是（    ） A．定值电阻的阻值为 B．滑动变阻器消耗的最大功率为400W C．理想变压器原、副线圈的匝数之比 D．交变电压的峰值为 【答案】C 【知识点】有效值读取交流电表示数的含义、变压器两端电路的动态分析 【详解】A．设交变电压的有效值为，将定值电阻等效为交流电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律有 结合题图乙可知 A错误； D．根据 解得 D错误； BC．将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，等效电阻 滑动变阻器消耗的功率 当时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率 由 解得 ： B错误，C正确。 故选C。 交流电 一、单选题 1．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0 B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2 C．圆盘转动的角速度为2rad/s D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗 【答案】B 【知识点】正弦式交流电的电动势和电流有效值、理想变压器两端电压与匝数的关系 【详解】A．导体棒在磁场中运动时，产生电动势的峰值为 电动势的有效值为 电压表的示数为电动势的有效值，其示数为，A错误； B．由题意可知，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光，可知变压器副线圈的输出电压为，则理想变压器原、副线圈的匝数比为 B正确； C．由导体棒运动的速度随时间变化的关系为 可知，圆盘转动的角速度为 C错误； D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，变阻器接入电路的电阻值增大，副线圈电路中的电流减小，由于变压器是理想变压器，可知副线圈输出电压不变，则灯泡的亮度不变，D错误。 故选B。 磁场 一、单选题 1．（2025·湖南长沙·一模）两个用材料和横截面积都相同的细导线做成的刚性闭合线框，分别用不可伸长的细线悬挂起来，如图所示。两个线框均有一半面积处在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中，两线框平面均始终垂直于磁场方向。某时刻圆形线框所受细线的拉力为零，此时正方形线框所受细线的拉力也为零。若已知圆形线框的半径为，则正方形线框的边长为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】设细导线单位长度质量、单位长度电阻分别为，由于磁感应强度随时间均匀变化，即相同，某时刻圆形线框所受细线的拉力为零，则圆形线框自身重力与安培力等大反向，即有 因为 圆形线框有效长度为 又因为 ， 联立以上得 设正方形线框边长为，同理，对正方形线框有 联立以上解得 故选C。 二、多选题 2．（2025·湖南长沙麓山外国语实验中学·一模）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（　　） A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为 B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为 C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙 【答案】ABC 【知识点】电流强度的定义及单位、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动：半径与周期公式、α衰变的特点、本质及其方程的写法、利用质能方程公式进行计算 【详解】A．根据题意，由动量守恒定律可知，新核Y与α粒子的动量大小相等，由洛伦兹力提供向心力有 可得圆周运动的半径公式 则有 故A正确； B．圆周运动的周期 环形电流 故B正确； C．对粒子，由洛伦兹力提供向心力有 可得 由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为 由衰变过程动量守恒可得 可知 系统增加的能量为 由质能方程得 联立可得 故C正确 D．由衰变过程动量守恒可知，衰变后粒子与新核Y运动方向相反，由圆周运动的半径公式可知，粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向均为逆时针，故题图丁正确，故D错误。 故选ABC。 3．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（　　） A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为 B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为 C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为 D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或 【答案】AD 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】AB．电子从P点出发恰好第一次经原点O点，有两类情况，一类是第奇数次回到x轴经过原点O，另一类是第偶数次回到x轴经过原点O。其中第一次和第二次回到x轴的轨迹如图 由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为 解得 当n=1时，运动时间为 由轨迹图结合几何关系，轨迹圆的半径为 可得运动路程为 故A正确；B错误； CD．同理，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，轨迹也为两类，如图 由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为 或 解得 若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为 解得 故C错误；D正确。 故选AD。 4．（2025·湖南大联考·一模）质谱仪是一种测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束（初速度可视为零），从狭缝进入电场，经电压为U的加速电场加速后，再通过狭缝从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，半径为R，磁场边界与直线MN相切，E为切点，离子离开磁场最终到达感光底片MN上，设离子电荷量为q，到达感光底片上的点与E点的距离为x，不计重力，可以判断（　　） A．离子束带正电 B．x越大，则离子的比荷一定越大 C．到达处的离子质量为 D．到达处的离子在匀强磁场运动时间为 【答案】AC 【知识点】粒子由电场进入磁场 【详解】A．离子进入磁场后向右偏转，对离子受力分析，由左手定则可知，离子束带正电，A正确； B．带电离子在加速电场中做匀加速直线运动，设加速后的速度大小为v，根据动能定理有 解得 然后匀速运动到E点进入有界磁场中，其运动轨迹如下图所示 粒子从E点先沿虚线圆弧，再沿直线做匀速直线运动到N点，由 则 故x越大则r越大，则比荷越小，故B错误； C．如图，到达处的离子在中 解得 θ=60° 设带电粒子运动的轨迹圆的半径为r，根据几何关系有 解得 C正确； D．设到达处的离子轨迹圆心角为 由几何关系圆弧圆心角α=120°，联立可得 D错误。 故选AC。 5．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）下列说法正确的是（　　） A．如图甲所示，构成等边三角形，若两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C．图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D．图丁中与通电长直导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动，线框中会产生感应电流 【答案】AB 【知识点】地磁场及其磁感线分布、计算磁通量的大小、直线电流周围的磁场、感应电流产生条件的总结 【详解】A．根据安培定则可知，A、B在C处产生磁场的磁感应强度方向之间的夹角为60°，根据矢量叠加可知，C处磁场的合磁感应强度大小 故A正确； B．根据地磁场的分别规律可知，地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下，故B正确； C．图中条形磁体内部磁场方向向上，外部线圈所在位置磁场方向向下，通过线圈整体的磁场方向向上，可知，图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 故C错误； D．根据通电直导线磁场的分布特征可知，当金属线框沿平行于直导线方向运动时，穿过线框的磁通量没有发生变化，线框中没有产生感应电流，故D错误。 故选AB。 电磁感应 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框Oab，其中ab是半径为R的四分之一圆弧，直线段Oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕O点逆时针转动，则下列说法正确的是（　　） A． B．感应电流方向b→a→O C． D． 【答案】A 【知识点】判断导体切割磁感线中的电流方向、导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势 【详解】B．由于转动过程，导线框的磁通量保持不变，所以导线框中不产生感应电流，故B错误； C．对于Oab部分，根据右手定则可知，产生的感应电动势方向由b→a→O，则b端相当于电源的负极，O端相当于电源的正极，所以电势关系为，故C错误； AD．对于Oa部分，则有 则 故A正确，D错误。 故选A。 2．（2025·湖南衡阳·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 【答案】A 【知识点】正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导、根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热 【详解】A．甲中磁通量变化规律 乙中磁通量的变化规律 即磁通量的变化规律相同，选项A正确； B．感应电流变化的周期均为T，则电流方向变化的频率均为0.5T，相同，选项B错误； CD．因感应电动势的最大值相同，根据 则有效值相同，根据 可知，相同的时间内产生的焦耳热相同，选项CD错误； 故选A。 3．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）如图所示，平行导轨MN、PQ间的距离为，一端跨接一个电阻，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根长度的金属棒与导轨成角放置。金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度滑行时，通过电阻R的电流与金属棒ab两端的电压为（　　） A．A  0.4V B．  0.4V C．A  0.8V D．A  0.8V 【答案】D 【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压 【详解】金属棒在磁场中切割磁感线产生动生电动势 对于金属棒而言，假设其与PQ、MN的交点为J、K，如图所示 则ab棒两端的电动势 但实际上闭合电路中的电源仅为 由闭合电路欧姆定律可得        将代入解得 二、多选题 4．（2025·湖南模拟）如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场中，有一弯成“V”字形的金属线AOC，夹角为。设导线MN位于处开始计时，且此时导线具有一向右的速度，大小为。同时，导线上存在一大小为R的定值电阻（始终处于闭合回路之中），且受到一向右的外力以保证回路中电流大小保持不变。除定值电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．导线作匀减速运动 B．电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量 C．导线到运动到的时刻为 D．导线到运动到时，电阻产生的焦耳热为 【答案】BC 【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、计算导轨切割磁感线电路中产生的热量 【详解】A．回路中电流大小保持不变，则回路中感应电动势保持不变，当导体棒位移为时，根据法拉第电磁感应定律 解得 故导线的运动不是匀减速运动，故A错误； B．导线运动过程中，根据动能定理 且 ， 可得 故电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量，故B正确； C．根据法拉第电磁感应定律 解得导线到运动到的时刻为 故C正确； D．回路中感应电流大小 导线到运动到时，电阻产生的焦耳热为 故D错误。 故选BC。 5．（2025·湖南邵阳·一模）间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为，方向垂直导轨平面向外的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为的定值电阻，导体棒垂直放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为。已知导体棒质量为，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒在运动过程中，产生感应电流的最大值为 B．在时间内，通过导体棒的电荷量为0.25C C．在时间内，T形支架对导体棒做功 D．当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度大小为 【答案】ACD 【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、求导体棒运动过程中通过其截面的电量 【详解】A．根据关系式，可得t时刻导体棒的速度 所以导体棒在运动过程中，速度的最大值为 通过导体棒的感应电流 联立解得 A正确； B．设导体棒做简谐运动的周期为T，根据 根据 解得 在内，即内，导体棒运动的位移大小 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过导体棒的电荷量 联立解得 B错误； C．在内，设T形支架对导体棒做功为，电阻R上产生的热量为Q。根据功能关系，则有 联立解得 C正确； D．由于加速度是速度对时间的求导，则有 有牛顿第二定律可得， 结合题意解得 解得 D正确。 故选ACD。 电磁波 多选题 1．（2025·湖南长沙·一模）为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈的磁场能为零 B．时刻，电容器带电量最大 C．过程，电容器带电量逐渐增大 D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】BD 【知识点】振荡回路 【详解】A．时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误； B．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确； C．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，C错误； D．由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。 故选BD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 电磁学 静电场 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场，在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动，则（　　） A．小球从A到C的过程中电势能减少 B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动 C．可求出小球运动到B点时的加速度 D．小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN 2．（2025·湖南邵阳·一模）2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（　　） A．惯性定律即牛顿第一定律，伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律 B．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 C．自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应 D．根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法思想方法 3．（2025·湖南长沙·一模）边长为的正六边形，每个顶点上均固定一个电荷量为的点电荷，各电荷电性如图所示，规定无穷远处电势为零，静电力常量为，关于正六边形的中心点的场强及电势，下列说法正确的是（　　） A．点的场强大小为 B．点的场强大小为 C．点的电势小于零 D．点的电势等于零 4．（2025·湖南大联考·一模）如图所示，有一半径为R均匀带正电绝缘球体，以球心O为原点沿半径方向建立一维坐标系，图中。已知电荷分布均匀的球壳在壳内任意一点产生的电场强度为零，则下列说法正确的是（　　） A．A和C两点的电场强度相同 B．O、A间电势差大于A、B两点间的电势差 C．从O点沿坐标轴到B点场强均匀增大 D．整个球体是等势体，表面是等势面 5．（2025·湖南衡阳·一模）如图所示，一根轻质的不可伸长的细线两端分别系在水平天花板上的A、B两点，有一质量及大小均不计的光滑动滑轮跨在细线上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电且可视为质点的物块。空间存在竖直向下的匀强电场，物块处于静止状态。现将电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，A、B间细线的张力大小为F1，滑轮与物块之间细线张力大小为F2，则（　　） A．F1逐渐增大 B．F1逐渐减小 C．F2逐渐增大 D．F2先减小后增大 6．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，场强大小为E，以O为圆心、r为半径的圆与竖直平面内的坐标轴的交点分别为a、b、c、d，用绝缘杆固定一个质量为m、电荷量的可视为质点的带正电小球，将小球放到O点．如果把一个电荷量为的电荷A固定在圆弧上某点e，则绝缘杆对小球的作用力恰好为零，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A．电荷A在圆弧ab的中点处 B．电荷A的电荷量 C．未放置电荷A时，a、d两点的场强大小相等 D．未放置电荷A时，a、d两点间的电势差为 7．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）静电纺纱利用了高压静电场，使单纤维两端带上异种电荷，如图所示为高压静电场的分布图，下列说法正确的是（　　） A．图中a、c两点电势关系为 B．图中b、d两点的电场强度大小关系为 C．电子在a、d两点的电势能关系为 D．将质子从b点移动到c点，电场力做负功 二、多选题 8．（2025·湖南邵阳·一模）如图所示，在平面直角坐标系xOy的、两点处固定着电荷量分别为+q、的两个点电荷，A、B为y轴上两点，坐标分别为、，M、N、P、Q四个点是以为中心的正方形的四个顶点，在上述两个点电荷所形成的电场中，下列说法正确的是（　　） A．N点与Q点电势相等 B．x轴上处电场强度为零 C．B点的电势高于A点的电势，A点的电场强度大于B点的电场强度 D．将某一负电荷从P点移动到Q点电场力做的功大于将其从N点移动到M点电场力做的功 恒定电流 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达1000m左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中T为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器500m，丙用户距变压器1000m，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是（    ） A． B． C．若闭合，不变，、均增大 D．若闭合，不变，、均减小 2．（2025·湖南邵阳·一模）如图甲所示，取一电阻率为的均质金属材料，将它做成横截面为圆形的金属导线，每段导线体积均恒为V。如图乙所示，将一段导线接在电动势为E，内阻为r的电源两端，并置于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，如图丙所示，将另一段导线接在恒流源两端，下列说法不正确的是（　　） A．乙图中，拉长该段导线使直径减小，导线电阻随之增大 B．丙图中，拉长该段导线使直径减半，导线两端电压变为原来的8倍 C．丙图中，改变导线直径，该段导线发热功率与直径的四次方成反比 D．乙图中，通过改变导线直径可改变导线所受的安培力，且最大安培力为 3．（2025·湖南大联考·一模）如图甲所示，理想变压器原线圈连接定值电阻，副线圈连接滑动变阻器，滑动变阻器最大阻值足够大，、端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，记录理想电压表V的示数与理想电流表A的示数，描绘出图像，如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为时，滑动变阻器消耗的功率达到最大，则下列说法正确的是（    ） A．定值电阻的阻值为 B．滑动变阻器消耗的最大功率为400W C．理想变压器原、副线圈的匝数之比 D．交变电压的峰值为 交流电 一、单选题 1．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0 B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2 C．圆盘转动的角速度为2rad/s D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗 磁场 一、单选题 1．（2025·湖南长沙·一模）两个用材料和横截面积都相同的细导线做成的刚性闭合线框，分别用不可伸长的细线悬挂起来，如图所示。两个线框均有一半面积处在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中，两线框平面均始终垂直于磁场方向。某时刻圆形线框所受细线的拉力为零，此时正方形线框所受细线的拉力也为零。若已知圆形线框的半径为，则正方形线框的边长为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 2．（2025·湖南长沙麓山外国语实验中学·一模）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（　　） A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为 B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为 C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙 3．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（　　） A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为 B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为 C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为 D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或 4．（2025·湖南大联考·一模）质谱仪是一种测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束（初速度可视为零），从狭缝进入电场，经电压为U的加速电场加速后，再通过狭缝从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，半径为R，磁场边界与直线MN相切，E为切点，离子离开磁场最终到达感光底片MN上，设离子电荷量为q，到达感光底片上的点与E点的距离为x，不计重力，可以判断（　　） A．离子束带正电 B．x越大，则离子的比荷一定越大 C．到达处的离子质量为 D．到达处的离子在匀强磁场运动时间为 5．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）下列说法正确的是（　　） A．如图甲所示，构成等边三角形，若两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B．图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下 C．图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D．图丁中与通电长直导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动，线框中会产生感应电流 电磁感应 一、单选题 1．（2025·湖南模拟）如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框Oab，其中ab是半径为R的四分之一圆弧，直线段Oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕O点逆时针转动，则下列说法正确的是（　　） A． B．感应电流方向b→a→O C． D． 2．（2025·湖南衡阳·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 3．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）如图所示，平行导轨MN、PQ间的距离为，一端跨接一个电阻，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根长度的金属棒与导轨成角放置。金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度滑行时，通过电阻R的电流与金属棒ab两端的电压为（　　） A．A  0.4V B．  0.4V C．A  0.8V D．A  0.8V 二、多选题 4．（2025·湖南模拟）如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场中，有一弯成“V”字形的金属线AOC，夹角为。设导线MN位于处开始计时，且此时导线具有一向右的速度，大小为。同时，导线上存在一大小为R的定值电阻（始终处于闭合回路之中），且受到一向右的外力以保证回路中电流大小保持不变。除定值电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．导线作匀减速运动 B．电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量 C．导线到运动到的时刻为 D．导线到运动到时，电阻产生的焦耳热为 5．（2025·湖南邵阳·一模）间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为，方向垂直导轨平面向外的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为的定值电阻，导体棒垂直放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为。已知导体棒质量为，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒在运动过程中，产生感应电流的最大值为 B．在时间内，通过导体棒的电荷量为0.25C C．在时间内，T形支架对导体棒做功 D．当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度大小为 电磁波 多选题 1．（2025·湖南长沙·一模）为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈的磁场能为零 B．时刻，电容器带电量最大 C．过程，电容器带电量逐渐增大 D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$