专题11 电磁感应（浙江专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题11 电磁感应 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电磁感应现象 2025 常作为压轴题考查多模块知识整合能力。通过线框匀速转动模型，要求联立法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和能量守恒定律，计算感应电动势与焦耳热。2025 年浙江首考电磁感应大题以 “线框边界切割 + 恒流源” 为背景，需分析线框进入磁场过程中电流、安培力的动态变化，并用字母表示最终结果，体现对复杂电路的综合分析能力。选择题则聚焦基础概念， 核心规律深度整合，模型复杂度显著提升。 法拉第电磁感应定律与电路分析：命题从单一导体棒切割扩展至多导体系统，通过四个不同尺寸的线框进入磁场，要求比较切割端电压大小，需综合应用 E=BLV、闭合电路欧姆定律及电阻定律。 安培力与动力学关联：高频考点从静态平 衡转向动态过程分析。能量守恒与动量守恒交叉：试题常通过多过程问题考查守恒定律的灵活运用。 考点2 感应电流方向判断 2022 考点3 法拉第电磁感应定律及其应用 2021、2022、2023、2024、2025 考点4 自感与涡流 2021、2024、2025 考点01 电磁感应现象 1．（2025·浙江·1月选考）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】(1)向上拔出 (2)BC 【详解】（1）由图可知，电表指针左偏，则感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。 （2）A．磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误； B．增大（1）中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确； C．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可是电流计指针偏角变大，选项C正确； D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。 故选BC。 考点02 感应电流方向判断 2．（2022·浙江·1月选考）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为h、半径为r、厚度为d（d≪r），则（　　） A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向 B．圆管的感应电动势大小为 C．圆管的热功率大小为 D．轻绳对圆管的拉力随时间减小 【答案】C 【详解】A．穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，则根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向，选项A错误； B．圆管的感应电动势大小为选项B错误； C．圆管的电阻 圆管的热功率大小为 选项C正确； D．根据左手定则可知，圆管中各段所受的受安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，选项D错误。 故选C。 考点03 法拉第电磁感应定律及其应用 3．（2025·浙江·1月选考）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为在内圆环I中的电流大小为设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得 联立解得 故A错误； B．设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为 根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，故B正确； C．由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，故C错误； D．以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为 则P、Q两点间圆弧的电动势为 由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，故D正确。 故选BD。 4．（2025·浙江·1月选考）如图所示，接有恒流源的正方形线框边长、质量m、电阻R，放在光滑水平地面上，线框部分处于垂直地面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。以磁场边界CD上一点为坐标原点，水平向右建立轴，线框中心和一条对角线始终位于轴上。开关S断开，线框保持静止，不计空气阻力。 (1)线框中心位于，闭合开关S后，线框中电流大小为I，求 ①闭合开关S瞬间，线框受到的安培力大小； ②线框中心运动至过程中，安培力做功及冲量； ③线框中心运动至时，恒流源提供的电压； (2)线框中心分别位于和，闭合开关S后，线框中电流大小为I，线框中心分别运动到所需时间分别为和，求。 【答案】(1)①2BIL；②，；③ (2)0 【详解】（1）①闭合开关S瞬间，线框在磁场中的有效长度为 所以线框受到的安培力大小为 ②线框运动到x时，安培力大小为，则初始时和线框中心运动至时的安培力分别为，，则线框中心运动至过程中，安培力做功为 由动能定理，可得，则安培力的冲量为 ③由能量守恒定律可得，恒流源提供的电压为 （2）类比于简谐运动，则回复力为，根据简谐运动周期公式，由题意可知，两次简谐运动周期相同，两次都从最大位移运动到平衡位置，时间均相同，则有，故 5．（2024·浙江·1月选考）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点，三个相同的关于轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知时速度为，方向向下，、时刻的振幅分别为，。平台和三个线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，每个线圈半径为r、电阻为R。当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，求 （1）平台静止时弹簧的伸长量； （2）时，每个线圈所受到安培力F的大小； （3）在时间内，每个线圈产生的焦耳热Q； （4）在时间内，弹簧弹力冲量的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）平台静止时，穿过三个线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，线圈不受到安培力作用，O点受力平衡，因此由胡克定律可知此时弹簧的伸长量 （2）在时速度为，设每个线圈的周长为L，由电磁感应定律可得线圈中产生的感应电流 每个线圈所受到安培力F的大小 （3）由减震器的作用平台上下不移动，由能量守恒定律可得平台在时间内，振动时能量的减少量为，由能量守恒定律在时间内，振动时能量的减少转化为线圈的焦耳热，可知每个线圈产生的焦耳热 （4）取向上为正方向，全程由动量定理可得 其中 联立解得弹簧弹力冲量的大小为 6．（2024·浙江·6月选考）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势、内阻、限流电阻、飞轮每根辐条电阻，电路中还有可调电阻R2（待求）和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。 （1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数。 ①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I1； ②求物块匀速上升的速度v1。 （2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等， ①求可调电阻R2的阻值； ②求磁感应强度B的大小。 【答案】（1）①垂直纸面向外，10A；②5m/s；（2）①；②2.5T 【详解】（1）①物块上升，则金属轮沿逆时针方向转动，辐条受到的安培力指向逆时针方向，辐条中电流方向从圆周指向O点，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外；等效电路如图 由闭合电路的欧姆定律可知，则 ②等效电路如图 辐条切割磁感线产生的电动势与电源电动势相反，设每根辐条产生的电动势为E1，则 解得，此时金属轮可视为电动机，当物块P匀速上升时，解得，另解：因，，根据解得 （2）①物块匀速下落时，由受力分析可知，辐条受到的安培力与第（1）问相同，等效电路如图 经过R2的电流，，由题意可知，每根辐条切割磁感线产生的感应电动势 e 解得，另解：由能量关系可知，解得 ②根据 而解得 7．（2024·浙江·6月选考）如图所示，边长为1m、电阻为0.04Ω的刚性正方形线框 abcd 放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为（　　） A． N B． C．1N D． 【答案】C 【详解】磁场均匀增大时，产生的感应电动势为可得线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为此时有 解得，分析可知当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大为故ab边所受最大的安培力为 故选C。 8．（2023·浙江·6月选考）某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零，在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小（其中k为常量），方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小，方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度v0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M，导轨间距，导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中， （1）求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L； （2）求回路感应电动势E与运动时间t的关系； （3）求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W； （4）若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。 【答案】（1）3Mg；；（2）；（3）；；（4）装置A可回收火箭的动能和重力势能及磁场能； 【详解】（1）导体杆受安培力方向向上，则导体杆向下运动的加速度 解得a=-2g 导体杆运动的距离 （2）回路的电动势，其中，解得， （3）右手定则和欧姆定律可得：，可得电源输出能量的功率，在时间内输出的能量对应图像的面积，可得： （4）装置A可回收火箭的动能和重力势能，及磁场能；从开始火箭从速度v0到平台速度减为零，则，若R的阻值视为0，装置A可回收能量为 9．（2023·浙江·6月选考）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其它电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（    ）    A．电源电动势 B．棒消耗的焦耳热 C．从左向右运动时，最大摆角小于 D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等 【答案】C 【详解】A．当开关接1时，对导体棒受力分析如图所示    根据几何关系可得解得，根据欧姆定律，解得故A错误；根据右手定则可知导体棒从右向左运动时，产生的感应电动势与二极管正方向相同，部分机械能转化为焦耳热；导体棒从左向右运动时，产生的感应电动势与二极管相反，没有机械能损失 B．若导体棒运动到最低点时速度为零，导体棒损失的机械能转化为焦耳热为根据楞次定律可知导体棒完成一次振动速度为零时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦耳热，故B错误； C．根据B选项分析可知，导体棒运动过程中，机械能转化为焦耳热，所以从左向右运动时，最大摆角小于，故C正确； D．根据B选项分析，导体棒第二次经过最低点时的速度小于第一次经过最低点时的速度，根据可知棒两次过最低点时感应电动势大小不相等，故D错误。 故选C。 10．（2022·浙江·6月选考）舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示，在t1至t3时间内F=(800－10v）N，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=1.5s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg，R0=9.5Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）时刻t3。 【答案】（1）80A；（2）；（3） 【详解】（1）由题意可知接通恒流源时安培力动子和线圈在0~t1时间段内做匀加速直线运动，运动的加速度为根据牛顿第二定律有代入数据联立解得 （2）当S掷向2接通定值电阻R0时，感应电流为此时安培力为所以此时根据牛顿第二定律有由图可知在至期间加速度恒定，则有解得， （3）根据图像可知故；在0~t2时间段内的位移而根据法拉第电磁感应定律有 电荷量的定义式 可得从t3时刻到最后返回初始位置停下的时间段内通过回路的电荷量，根据动量定理有联立可得解得 11．（2022·浙江·1月选考）如图所示，水平固定一半径r=0.2m的金属圆环，长均为r，电阻均为R0的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上，并随轴以角速度=600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为l3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均为竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。 （1）求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板（M或N）带正电？ （2）求电容器释放的电荷量； （3）求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。 【答案】（1）0.54C；M板；（2）0.16C；（3）0.14m 【详解】（1）开关S和接线柱1接通，电容器充电充电过程，对绕转轴OO′转动的棒由右手定则可知其动生电源的电流沿径向向外，即边缘为电源正极，圆心为负极，则M板充正电；根据法拉第电磁感应定律可知，则电容器的电量为 （2）电容器放电过程有棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起的过程有棒的上滑过程有联立解得 （3）设导体框在磁场中减速滑行的总路程为，由动量定理可得 匀速运动距离为则 12．（2021·浙江·1月选考）嫦娥五号成功实现月球着陆和返回，鼓舞人心。小明知道月球上没有空气，无法靠降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图所示，该装置由船舱、间距为l的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“∧”型刚性线框组成，“∧”型线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在一起，总质量为m1整个装置竖直着陆到月球表面前瞬间的速度大小为v0，接触月球表面后线框速度立即变为零。经过减速，在导轨下方缓冲弹簧接触月球表面前船舱已可视为匀速。已知船舱电阻为3r，“∧”型线框的质量为m2，其7条边的边长均为l，电阻均为r；月球表面的重力加速度为g/6。整个运动过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力。 (1)求着陆装置接触到月球表面后瞬间线框ab边产生的电动势E； (2)通过画等效电路图，求着陆装置接触到月球表面后瞬间流过ab型线框的电流I0； (3)求船舱匀速运动时的速度大小v； (4)同桌小张认为在磁场上方、两导轨之间连接一个电容为C的电容器，在着陆减速过程中还可以回收部分能量，在其他条件均不变的情况下，求船舱匀速运动时的速度大小和此时电容器所带电荷量q。 【答案】(1)Blv0；(2)；(3)；(4)， 【详解】(1)导体切割磁感线，电动势 (2)等效电路图如图 并联总电阻 电流 (3)匀速运动时线框受到安培力，根据牛顿第三定律，质量为m1的部分受力F=FA，方向竖直向上，匀速条件，得 (4)匀速运动时电容器不充放电，满足，电容器两端电压为，电荷量为 考点04 自感与涡流 13．（2025·浙江·1月选考）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．该电路中当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，选项A错误； B．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当电源，电源U与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极管导通，从而实现给高压充电，选项B正确； C．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项C错误； D．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时电源U也断开，只有L产生的自感电动势相当电源加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项D错误。 故选B。 14．（2024·浙江·1月选考）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故 其中L代表线圈的自感系数，有，在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意，则，根据电阻定律有，联立解得A，V，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。 故选D。 15．（2021·浙江·1月选考）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd 【答案】D 【详解】变压器的正视图如图： 所以要减小涡流在铁芯中产生的热量，硅钢片应平行于平面aehd。故选D。 1．（2025·浙江Z20名校联盟·模拟预测）电动汽车快充技术需要比照明电压高的电压，在快充电路中往往有自感系数很大的线圈，操作不当时，当电路的开关S由闭合转为断开瞬间，线圈会产生很大的自感电动势，而使开关S处产生电弧，会危及操作人员的人身安全，下列设计电路中，可以解决上述问题的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，当断开瞬间时，线圈中产生很高的自感电动势，若不并联元件，则会产生电弧，因此： D．当并联电容器时，只能对电容器充电，仍不能解决电弧现象，故D错误； ABC．当并联发光二极管时，由于发光二极管有单向导电性，因此注意方向，B选项的二极管的接法与Ａ选项的导线有一样的作用，唯有Ｃ选项，既能避免产生电弧，又能不影响电路，故Ｃ正确，BC错误； 故选C。 2．（2025·浙江台州·二模）图甲是电子感应加速器的原理图。图乙中两磁极间的磁感线垂直于磁极表面，真空室内磁场比中央弱，且离中央越远磁场越弱，交变磁场又在真空室内激发感生电场。若把电子沿切线方向射入环形真空室，电子将受到感生电场的作用而被加速，同时电子还受到洛伦兹力的作用，使电子在半径为R的圆形轨道上运动。已知电子电荷量大小为e，电子轨道所围面积内平均磁感应强度随时间变化如图丙所示（图甲中的磁场方向为的正方向）。从上向下看，要实现电子沿逆时针方向在半径为R的圆形轨道上加速运动。若t时刻圆形轨道处的磁感应强度为BR，的变化率为，下列说法正确的是（　　） A．t时刻电子的动量大小为 B．t时刻轨道处涡旋电场的场强大小为 C．丙图中的第一个或第四个可以用来加速电子 D．当时，电子能在稳定的圆形轨道上被加速 【答案】D 【详解】A．t时刻电子的动量大小为，，联立可得，故A错误； B．t时刻轨道处涡旋电场的场强大小为，故B错误； C．丙图中的第一个内，磁场方向竖直向上增大，根据楞次定律可知，感生电场沿顺时针方向，电子受的洛伦兹力方向指向圆心，则电子能被正常加速，第四个内，磁场方向竖直向下减小，根据楞次定律可知，感生电场沿顺时针方向，电子受的洛伦兹力方向背离圆心，则电子不能被正常加速，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力可得，解得，所以，在切线方向有 所以，则，故D正确。 故选D。 3．（2025·浙江杭州·二模）如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界的夹角为的初速度v进入磁场时，则圆环（　　） A．有逆时针方向的感应电流 B．先做直线运动，最终速度减为零 C．两端电压为 D．受到安培力的大小为 【答案】C 【来源】2025届浙江省杭州市高三下学期二模物理试题 【详解】A． 环进入磁场时，其穿过磁感应强度为 B 的面积增大，按楞次定律增反减同可知感应电流应为顺时针方向， A错误； B．由于环的速度可以分解为沿边界 MN 方向与垂直边界两部分。沿边界方向不改变环在磁场中的“面积”，不产生感应电动势，也无安培力；只有垂直边界的分速度会因感应电流受到安培力而逐渐减小到零，但沿边界方向的分速度不变，因此最终环不会速度减为零而停下， B 错误； C． 求 P、Q 两点的电势差，可视作直径 PQ 在磁场中以垂直该直径的分速度vsinθ 切割磁感线。若整条直径 2R 都在匀强场中，则产生的感应电动势为E直径=B⋅2R⋅（vsinθ），但实际只有半个圆环在场中，相当于有效长度减半，故UPQ=BR（vsinθ）， C 正确； D． 感应电流，半圆导体在匀强磁场中受到的安培力大小， D 错误。 故选C。 4．（2025·浙江金华·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，匀速转动的线圈此位置产生的电动势恰好为零 B．图2中，变压器原副线圈电流之比 C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落（不计空气阻力）可视做自由落体运动 D．图4中，电子感应加速器中若电磁铁电流方向反向，可通过减小电流的方式实现电子的逆时针加速运动 【答案】A 【详解】A．图1中，匀速转动的线圈此位置时，线圈不切割磁感线，即电动势为0，故A正确； B．图2中，变压器原副线圈电流之比故B错误； C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落，铝管会产生感应电流，即产生电磁阻尼现象，阻碍强磁体的运动，故不可视做自由落体运动，故C错误； D．电子感应加速器示意图。若电磁铁电流方向反向，磁场方向反向，根据左手定则可知无法实现电子逆时针运动，故D错误。 故选A。 5．（2025·浙江温州·二模）桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A．明显大于 B．明显小于 C．明显大于 D．与几乎相等 【答案】C 【详解】AB．根据若仅将圆盘厚度改变为2d，则电阻减小，相同条件下，圆盘产生的电流变大，圆盘受到的安培力变大，但是圆盘质量也变大，阻碍作用不好判断，考虑两个一模一样的圆盘，从同一高度单独释放到停下所用时间相同，那么两个圆盘并排贴在一起（相当于厚度加倍），从同一高度单独释放到停下所用时间应该不变，即与几乎相等，故AB错误； CD．结合以上分析，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，电阻变大，相同条件下，圆盘产生的电流变小，圆盘受到的安培力变小，同时圆盘质量变大，阻碍作用变小，则圆盘停下来所用时间变长，即明显大于，故C正确，D错误。 故选C。 6．（2025·浙江温州·二模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图甲中，线圈顺时针匀速转动，电路中A、B发光二极管不会交替发光 B．图乙中，强相互作用可以存在于各种核子之间，作用范围只有约10−10 m C．图丙中，磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，是利用了电磁驱动的原理 D．图丁中，自由电荷为负电荷的霍尔元件（电流和磁场方向如图所示）的N侧电势高 【答案】A 【详解】A．图甲中，由于线圈外接换向器，使线圈中的交流电整合为直流电，电流的方向不变，A、B发光二极管不会交替发光，A正确； B．强相互作用的作用范围约为10−15 m（原子核尺度），并非10−10 m，B错误。 C．磁电式仪表中铝框的作用是利用“涡流（电磁）阻尼”使指针快速停摆，而非“电磁驱动”，C错误。 D．根据左手定则可知，自由电荷向N侧偏转，由于自由电荷为负电荷，N侧的电势较低，D错误。 故选A。 7．（2025·浙江·选考测评）如图所示，磁铁靠近处于超导状态的超导体时，由于超导体没有电阻，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，这种排斥力可以使磁铁悬浮于空中。则（    ） A．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力 D．磁铁悬浮一段时间后，超导体中的电流会产生焦耳热 【答案】B 【详解】AB．由楞次定律可知，在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反，A错误，B正确； C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，由楞次定律可知，超导体和磁铁间的作用力还是斥力，C错误； D．由于超导体没有电阻，故超导体中的电流不会发生电流的热效应，D错误。 故选B。 8．（2025·浙江·选考测评）如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一步：判断进磁场过程线框中电流方向，线框进磁场过程，线框中的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿逆时针方向。 第二步：按阶段划分线框运动过程，开始计时后，在时刻，线框点到磁场左边界的距离［提示：由选项可知］。当时，线框的有效切割长度 感应电动势，又线框电阻不变，则回路中的感应电流随时间均匀增大，线框所受安培力，方向水平向左，安培力与时间的关系图像是过原点，开口向上的抛物线。当时，线框的有效切割长度不变，为，感应电动势不变，感应电流不变，为沿逆时针方向，安培力大小不变，为，方向水平向左。当时，线框的有效切割长度感应电动势线框中电流随时间均匀减小，沿逆时针方向，线框所受安培力，方向水平向左，安培力与时间的关系图像是顶点坐标为、开口向上的抛物线。分析可知，线框出磁场过程的电流时间图线与进磁场过程的电流时间图线关于点中心对称，线框出磁场过程的安培力时间图线与进磁场过程的安培力时间图线关于对称，综上所述。 故选D。 9．（2025·浙江·二联）我国首艘弹射型航空母舰福建舰采用了世界上最先进的电磁弹射技术，装备了三条电磁弹射轨道．电磁弹射的简化模型如图所示：足够长的光滑水平固定金属轨道处于竖直向下的匀强磁场中，左端与充满电的电容器C相连，与机身固连的金属杆静置在轨道上，闭合开关S后，飞机向右加速达到起飞速度。下列说法正确的是（　　） A．飞机运动过程中，a端的电势始终低于b端的电势 B．飞机起飞过程是匀加速直线运动 C．飞机的速度达到最大时，电容器所带的电荷量为零 D．增大电容器的放电量，可以提高飞机的最大速度 【答案】D 【来源】2025届浙江省新阵地教育联盟高三下学期第二次联考物理试题 【详解】A．飞机向右加速，通过金属杆ab的电流方向为a→b，则电容器上板带正电，下板带负电，a端的电势高于b端的电势，A错误； BC．随着飞机加速，金属杆ab产生的电动势为则电动势增大，电容器两端电压U减小，根据牛顿第二定律对金属杆和飞机有，金属杆的加速度a减小，当时，飞机的速度达到最大，此时电容器所带的电荷量，BC错误； D．对金属杆与飞机，由动量定理可得，，联立解得，故提高电容器的放电量，可以提升飞机的起飞速度，D正确。 故选D。 10．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）如图所示，半径为20cm的竖直圆盘以10rad/s的角速度匀速转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱带动绝缘T形支架在竖直方向运动。T形支架下面固定一长为30cm、质量为200g的水平金属棒，金属棒两端与两根固定在竖直平面内的平行光滑导轨MN和PQ始终紧密接触，导轨下端接有定值电阻R和理想电压表，两导轨处于磁感应强度大小为5T、方向垂直导轨平面向外的匀强磁场中。已知金属棒和定值电阻的阻值均为0.75Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s2，以下说法正确的是（　　） A．理想电压表的示数为1.5V B．T形支架对金属棒的作用力的最大值为7N C．圆盘转动一周，T形支架对金属棒所做的功为 D．当小圆柱体经过同一高度的两个不同位置时，T形支架对金属棒的作用力相同 【答案】BC 【详解】A．圆盘的线速度为，感应电动势最大值为 ，最大电流为 ，电流的有效值为 ，理想电压表的示数为 ，A错误； B．当小圆柱运动到圆心的右下方，线速度与竖直方向成角θ时，对金属棒根据牛顿第二定律得 ，代入数值得 ，当时，F有最大值，最大值为 ，B正确； C．圆盘转动一周，T形支架对金属棒所做的功为 ，周期为 ，解得，C正确； D．当小圆柱体经过同一高度的两个不同位置时，设这两个位置都与圆心等高，小圆柱在这两个位置时金属棒的加速度为零；小圆柱在圆心右侧时： ，小圆柱在圆心左侧时： ，D错误。 故选BC。 11．（2025·浙江北斗星盟·三模）如图所示，在光滑水平面上，有边长l=0.8m的正方形导线框abcd，其质量m=0.1kg，电阻为R，自感系数为L。该导线框的bc边在t=0时刻从x=0处以速度进入磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场区域，磁场区域宽度为s=0.2m，磁场方向与导线框垂直（竖直向下），忽略空气阻力，在导线框的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．若R=0.16Ω，L=0，导线框中的感应电流方向先顺时针后逆时针 B．若R=0.16Ω，L=0，导线框中产生的焦耳热为0.8J C．若R = 0，，导线框在磁场中运动的时间为 D．若R = 0，，导线框在磁场中走过的路程为0.2m 【答案】BD 【详解】AB．若R=0.16Ω，L=0，导线框进入磁场过程，根据动量定理可得，其中，可得导线框bc边刚要出磁场时的速度大小为 同理可知，导线框离开磁场过程，安培力的冲量大小也为，根据动量定理可得 可得导线框ab边刚要出磁场时的速度大小为，根据能量守恒可知导线框中产生的焦耳热为，根据楞次定律可知，导线框进入磁场过程的感应电流方向为逆时针方向，导线框离开磁场过程的感应电流方向为顺时针方向，故A错误，B正确； CD．若R = 0，，当导线框bc边在磁场中切割磁感线的速度为时，则有，可得，可得，则有，这是一个线性回复力，与位移x大小成正比，方向始终相反，这将使导线框做简谐运动。则有，解得导线框做简谐运动的振幅为，可知导线框bc边进入磁场向右运动后速度减为0，之后向左加速从磁场左边界离开磁场，所以导线框在磁场中走过的路程为，结合弹簧振子做简谐运动周期公式，可知导线框在磁场中做简谐运动的周期为，则导线框在磁场中运动的时间为 故C错误，D正确。 故选BD。 12．（2025·浙江嘉兴·三模）某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构见图乙。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、作为发电机输出端，通过导线与灯泡相连。假设车轮转动时，摩擦轮与轮胎间不打滑，则（　　） A．磁铁从图示位置匀速转过的过程中，通过的电流方向为 B．磁铁从图示位置匀速转过的过程中，中的电流逐渐变小 C．车轮转速加倍时中的电流也加倍 D．自行车匀加速行驶时发电机输出电压随时间变化关系大致如图丙所示 【答案】AC 【详解】A．磁铁从图示位置匀速转过，根据楞次定律，通过线圈向下的原磁场磁通量减少，感应电流的磁场阻碍磁通量减少，用安培定则判断，通过的电流方向为，故A正确； B．磁铁从图示位置匀速转过的过程中，通过线框磁通量变化率越来越大，当转时，通过铁芯的系统量为0，但是磁通量的变化率最大，因此此过程中的电流逐渐变大，故B错误； C．车轮转速加倍，摩擦轮转速加倍，磁铁转动角速度加倍，磁通量变化率也加倍，则也加倍 由可知电流加倍，故C正确； D．自行车匀加速行驶时，车轮转速持续增加，磁铁转动加快，周期变小，但图丙中电压周期不变，故D错误。 故选AC。 13．（2025·浙江北斗星盟·三模）如图所示半径为R的虚线圆内，存在垂直纸面向里感应强度大小为（k>0）的有界匀强磁场。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。长度为2R的导体棒ac与虚线圆交于a、b两点，其中b为ac的中点。则（　　） A．b点的电势比a点高 B．b、c两点的电势相等 C．a、b两点间的电动势大小为 D．a、c两点间的电动势大小为 【答案】AC 【详解】AB．磁感应强度变化时，电场线为逆时针方向的同心圆，使电子向a点聚集，b点的电势比a点高；同理可知c点的电势比b点高，故A正确，B错误； CD．连接Oa、Ob、Oc，Oab构成等边三角形，Ob和Oc所围磁场区域为圆心角30°的扇形，如图所示 电场线垂直于Oa和Ob，电子不发生定向移动，a、b两点间的电动势大小为，b、c两点间的电动势大小为，a、c两点间的电动势大小为故C正确，D错误。 故选AC。 14．如图所示，两根足够长且电阻不计的平行光滑倾斜导轨，在M、N两点用绝缘材料平滑连接，M、N等高，两导轨间距为1m，导轨平面与水平面夹角为，其两端分别连接阻值的电阻和电容的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导体棒ab、cd质量分别为和，距离MN分别为3m和3.6m，ab的电阻为，cd的电阻不计，ab、cd与导轨垂直且接触良好。开始时电容器的电荷量为零，ab、cd均静止，现将ab释放，同时cd受到一大小，方向垂直cd沿导轨平面向上的力作用，经一段时间后，ab、cd恰好在M、N处发生完全非弹性碰撞。则（　　） A．第一次碰撞前，ab的速度为 B．第一次碰撞前，cd的速度为 C．第一次碰撞后，ab、cd的速度为，方向沿导轨平面向下 D．ab从释放到第一次碰撞前的这段时间内，其中间时刻速度为 【答案】BC 【详解】B．对cd有，又，则有，解得，第一次碰撞前有，代入数值解得，B正确； A．从开始运动到第一次碰撞的的时间，碰前过程对ab有，ab的受到的安培力，则有，即，代入数值解得，A错误； C．ab、cd恰好在M、N处发生完全非弹性碰撞，则有，解得，方向沿导轨向下。C正确； D． ab从释放到第一次碰撞前的这段时间内，不是匀变速运动，因此其中间时刻速度不等于。 D错误。 故选BC。 15．（2025·浙江杭州·二模）如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 【答案】AD 【详解】A．右手定则可知，通过电阻R的电流方向始终为 N → M，故A正确； B．导体棒产生的电动势，可知当棒转动至时，电动势 故B错误； C．根据，可知圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 故C错误； D．分析可知，整个电路总电阻为，圆环转动一周的过程中，根据能量守恒可知，外力做的功，联立解得功，故D正确。 故选 AD。 16．（2025·浙江·选考测评四）如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰梯形单匝均匀金属线框abcd，总电阻为R，，，。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下以速度向右匀速穿过磁场区域，时刻，边刚好在磁场左边界，则（    ） A．进、出磁场过程中，线框中的电流方向相同 B．进、出磁场过程中，线框所受安培力的方向相同 C．出磁场过程中，线框中的电流与时间的关系为 D．线框穿过磁场过程中，拉力的冲量小于 【答案】BCD 【详解】AC．由几何关系可知，梯形的底角为。设线框电阻为，则时间内，感应电动势，线框中电流，方向为逆时针方向。时间内，通过线框的磁通量不变，感应电动势为零，感应电流为零。时间内，线框中电流 方向为顺时针方向。故A错误，C正确； B． 时间内，线框所受安培力，方向水平向左。，时间内安培力时间内安培力，方向水平向左，故B正确； D．线框做匀速运动，受力平衡，有，结合上述分析，作出图像，如图所示 时刻拉力时刻拉力，线框穿过磁场过程中，拉力的冲量小于故D正确。 故选BCD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 电磁感应 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电磁感应现象 2025 常作为压轴题考查多模块知识整合能力。通过线框匀速转动模型，要求联立法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和能量守恒定律，计算感应电动势与焦耳热。2025 年浙江首考电磁感应大题以 “线框边界切割 + 恒流源” 为背景，需分析线框进入磁场过程中电流、安培力的动态变化，并用字母表示最终结果，体现对复杂电路的综合分析能力。选择题则聚焦基础概念， 核心规律深度整合，模型复杂度显著提升。 法拉第电磁感应定律与电路分析：命题从单一导体棒切割扩展至多导体系统，通过四个不同尺寸的线框进入磁场，要求比较切割端电压大小，需综合应用 E=BLV、闭合电路欧姆定律及电阻定律。 安培力与动力学关联：高频考点从静态平 衡转向动态过程分析。能量守恒与动量守恒交叉：试题常通过多过程问题考查守恒定律的灵活运用。 考点2 感应电流方向判断 2022 考点3 法拉第电磁感应定律及其应用 2021、2022、2023、2024、2025 考点4 自感与涡流 2021、2024、2025 考点01 电磁感应现象 1．（2025·浙江·1月选考）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 考点02 感应电流方向判断 2．（2022·浙江·1月选考）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为h、半径为r、厚度为d（d≪r），则（　　） A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向 B．圆管的感应电动势大小为 C．圆管的热功率大小为 D．轻绳对圆管的拉力随时间减小 考点03 法拉第电磁感应定律及其应用 3．（2025·浙江·1月选考）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 4．（2025·浙江·1月选考）如图所示，接有恒流源的正方形线框边长、质量m、电阻R，放在光滑水平地面上，线框部分处于垂直地面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。以磁场边界CD上一点为坐标原点，水平向右建立轴，线框中心和一条对角线始终位于轴上。开关S断开，线框保持静止，不计空气阻力。 (1)线框中心位于，闭合开关S后，线框中电流大小为I，求 ①闭合开关S瞬间，线框受到的安培力大小； ②线框中心运动至过程中，安培力做功及冲量； ③线框中心运动至时，恒流源提供的电压； (2)线框中心分别位于和，闭合开关S后，线框中电流大小为I，线框中心分别运动到所需时间分别为和，求。 5．（2024·浙江·1月选考）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点，三个相同的关于轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知时速度为，方向向下，、时刻的振幅分别为，。平台和三个线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，每个线圈半径为r、电阻为R。当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，求 （1）平台静止时弹簧的伸长量； （2）时，每个线圈所受到安培力F的大小； （3）在时间内，每个线圈产生的焦耳热Q； （4）在时间内，弹簧弹力冲量的大小。 6．（2024·浙江·6月选考）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势、内阻、限流电阻、飞轮每根辐条电阻，电路中还有可调电阻R2（待求）和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。 （1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数。 ①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I1； ②求物块匀速上升的速度v1。 （2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等， ①求可调电阻R2的阻值； ②求磁感应强度B的大小。 7．（2024·浙江·6月选考）如图所示，边长为1m、电阻为0.04Ω的刚性正方形线框 abcd 放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为（　　） A． N B． C．1N D． 8．（2023·浙江·6月选考）某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零，在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小（其中k为常量），方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小，方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度v0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M，导轨间距，导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中， （1）求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L； （2）求回路感应电动势E与运动时间t的关系； （3）求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W； （4）若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。 9．（2023·浙江·6月选考）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其它电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（    ）    A．电源电动势 B．棒消耗的焦耳热 C．从左向右运动时，最大摆角小于 D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等 10．（2022·浙江·6月选考）舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示，在t1至t3时间内F=(800－10v）N，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=1.5s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg，R0=9.5Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）时刻t3。 11．（2022·浙江·1月选考）如图所示，水平固定一半径r=0.2m的金属圆环，长均为r，电阻均为R0的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上，并随轴以角速度=600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为l3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均为竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。 （1）求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板（M或N）带正电？ （2）求电容器释放的电荷量； （3）求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。 12．（2021·浙江·1月选考）嫦娥五号成功实现月球着陆和返回，鼓舞人心。小明知道月球上没有空气，无法靠降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图所示，该装置由船舱、间距为l的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“∧”型刚性线框组成，“∧”型线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在一起，总质量为m1整个装置竖直着陆到月球表面前瞬间的速度大小为v0，接触月球表面后线框速度立即变为零。经过减速，在导轨下方缓冲弹簧接触月球表面前船舱已可视为匀速。已知船舱电阻为3r，“∧”型线框的质量为m2，其7条边的边长均为l，电阻均为r；月球表面的重力加速度为g/6。整个运动过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力。 (1)求着陆装置接触到月球表面后瞬间线框ab边产生的电动势E； (2)通过画等效电路图，求着陆装置接触到月球表面后瞬间流过ab型线框的电流I0； (3)求船舱匀速运动时的速度大小v； (4)同桌小张认为在磁场上方、两导轨之间连接一个电容为C的电容器，在着陆减速过程中还可以回收部分能量，在其他条件均不变的情况下，求船舱匀速运动时的速度大小和此时电容器所带电荷量q。 考点04 自感与涡流 13．（2025·浙江·1月选考）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（2024·浙江·1月选考）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 15．（2021·浙江·1月选考）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd 1．（2025·浙江Z20名校联盟·模拟预测）电动汽车快充技术需要比照明电压高的电压，在快充电路中往往有自感系数很大的线圈，操作不当时，当电路的开关S由闭合转为断开瞬间，线圈会产生很大的自感电动势，而使开关S处产生电弧，会危及操作人员的人身安全，下列设计电路中，可以解决上述问题的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025·浙江台州·二模）图甲是电子感应加速器的原理图。图乙中两磁极间的磁感线垂直于磁极表面，真空室内磁场比中央弱，且离中央越远磁场越弱，交变磁场又在真空室内激发感生电场。若把电子沿切线方向射入环形真空室，电子将受到感生电场的作用而被加速，同时电子还受到洛伦兹力的作用，使电子在半径为R的圆形轨道上运动。已知电子电荷量大小为e，电子轨道所围面积内平均磁感应强度随时间变化如图丙所示（图甲中的磁场方向为的正方向）。从上向下看，要实现电子沿逆时针方向在半径为R的圆形轨道上加速运动。若t时刻圆形轨道处的磁感应强度为BR，的变化率为，下列说法正确的是（　　） A．t时刻电子的动量大小为 B．t时刻轨道处涡旋电场的场强大小为 C．丙图中的第一个或第四个可以用来加速电子 D．当时，电子能在稳定的圆形轨道上被加速 3．（2025·浙江杭州·二模）如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界的夹角为的初速度v进入磁场时，则圆环（　　） A．有逆时针方向的感应电流 B．先做直线运动，最终速度减为零 C．两端电压为 D．受到安培力的大小为 4．（2025·浙江金华·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，匀速转动的线圈此位置产生的电动势恰好为零 B．图2中，变压器原副线圈电流之比 C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落（不计空气阻力）可视做自由落体运动 D．图4中，电子感应加速器中若电磁铁电流方向反向，可通过减小电流的方式实现电子的逆时针加速运动 5．（2025·浙江温州·二模）桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A．明显大于 B．明显小于 C．明显大于 D．与几乎相等 6．（2025·浙江温州·二模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图甲中，线圈顺时针匀速转动，电路中A、B发光二极管不会交替发光 B．图乙中，强相互作用可以存在于各种核子之间，作用范围只有约10−10 m C．图丙中，磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，是利用了电磁驱动的原理 D．图丁中，自由电荷为负电荷的霍尔元件（电流和磁场方向如图所示）的N侧电势高 7．（2025·浙江·选考测评）如图所示，磁铁靠近处于超导状态的超导体时，由于超导体没有电阻，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，这种排斥力可以使磁铁悬浮于空中。则（    ） A．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力 D．磁铁悬浮一段时间后，超导体中的电流会产生焦耳热 8．（2025·浙江·选考测评）如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 9．（2025·浙江·二联）我国首艘弹射型航空母舰福建舰采用了世界上最先进的电磁弹射技术，装备了三条电磁弹射轨道．电磁弹射的简化模型如图所示：足够长的光滑水平固定金属轨道处于竖直向下的匀强磁场中，左端与充满电的电容器C相连，与机身固连的金属杆静置在轨道上，闭合开关S后，飞机向右加速达到起飞速度。下列说法正确的是（　　） A．飞机运动过程中，a端的电势始终低于b端的电势 B．飞机起飞过程是匀加速直线运动 C．飞机的速度达到最大时，电容器所带的电荷量为零 D．增大电容器的放电量，可以提高飞机的最大速度 10．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）如图所示，半径为20cm的竖直圆盘以10rad/s的角速度匀速转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱带动绝缘T形支架在竖直方向运动。T形支架下面固定一长为30cm、质量为200g的水平金属棒，金属棒两端与两根固定在竖直平面内的平行光滑导轨MN和PQ始终紧密接触，导轨下端接有定值电阻R和理想电压表，两导轨处于磁感应强度大小为5T、方向垂直导轨平面向外的匀强磁场中。已知金属棒和定值电阻的阻值均为0.75Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s2，以下说法正确的是（　　） A．理想电压表的示数为1.5V B．T形支架对金属棒的作用力的最大值为7N C．圆盘转动一周，T形支架对金属棒所做的功为 D．当小圆柱体经过同一高度的两个不同位置时，T形支架对金属棒的作用力相同 11．（2025·浙江北斗星盟·三模）如图所示，在光滑水平面上，有边长l=0.8m的正方形导线框abcd，其质量m=0.1kg，电阻为R，自感系数为L。该导线框的bc边在t=0时刻从x=0处以速度进入磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场区域，磁场区域宽度为s=0.2m，磁场方向与导线框垂直（竖直向下），忽略空气阻力，在导线框的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．若R=0.16Ω，L=0，导线框中的感应电流方向先顺时针后逆时针 B．若R=0.16Ω，L=0，导线框中产生的焦耳热为0.8J C．若R = 0，，导线框在磁场中运动的时间为 D．若R = 0，，导线框在磁场中走过的路程为0.2m 12．（2025·浙江嘉兴·三模）某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构见图乙。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、作为发电机输出端，通过导线与灯泡相连。假设车轮转动时，摩擦轮与轮胎间不打滑，则（　　） A．磁铁从图示位置匀速转过的过程中，通过的电流方向为 B．磁铁从图示位置匀速转过的过程中，中的电流逐渐变小 C．车轮转速加倍时中的电流也加倍 D．自行车匀加速行驶时发电机输出电压随时间变化关系大致如图丙所示 13．（2025·浙江北斗星盟·三模）如图所示半径为R的虚线圆内，存在垂直纸面向里感应强度大小为（k>0）的有界匀强磁场。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。长度为2R的导体棒ac与虚线圆交于a、b两点，其中b为ac的中点。则（　　） A．b点的电势比a点高 B．b、c两点的电势相等 C．a、b两点间的电动势大小为 D．a、c两点间的电动势大小为 14．如图所示，两根足够长且电阻不计的平行光滑倾斜导轨，在M、N两点用绝缘材料平滑连接，M、N等高，两导轨间距为1m，导轨平面与水平面夹角为，其两端分别连接阻值的电阻和电容的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导体棒ab、cd质量分别为和，距离MN分别为3m和3.6m，ab的电阻为，cd的电阻不计，ab、cd与导轨垂直且接触良好。开始时电容器的电荷量为零，ab、cd均静止，现将ab释放，同时cd受到一大小，方向垂直cd沿导轨平面向上的力作用，经一段时间后，ab、cd恰好在M、N处发生完全非弹性碰撞。则（　　） A．第一次碰撞前，ab的速度为 B．第一次碰撞前，cd的速度为 C．第一次碰撞后，ab、cd的速度为，方向沿导轨平面向下 D．ab从释放到第一次碰撞前的这段时间内，其中间时刻速度为 15．（2025·浙江杭州·二模）如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 16．（2025·浙江·选考测评四）如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰梯形单匝均匀金属线框abcd，总电阻为R，，，。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下以速度向右匀速穿过磁场区域，时刻，边刚好在磁场左边界，则（    ） A．进、出磁场过程中，线框中的电流方向相同 B．进、出磁场过程中，线框所受安培力的方向相同 C．出磁场过程中，线框中的电流与时间的关系为 D．线框穿过磁场过程中，拉力的冲量小于 / 学科网（北京）股份有限公司 $$