专题07 电磁感应（广东专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题07 电磁感应 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电磁感应 2024年广东 2022年广东 2021年广东 近五年广东高考物理，电磁感应考查频繁。常考楞次定律、法拉第电磁感应定律应用，如 2025 考涡流制动，2024 借汽车振动发电考查感应电动势。题型涵盖选择、计算，常结合实际，注重综合分析及数理运算能力 。 考点01 电磁感应 1．（2024·广东·高考真题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 【答案】D 【详解】A．根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误； BC．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故BC错误； D．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。 故选D。 2．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 【答案】AC 【详解】A．依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确； B．根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； C．根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； D．线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选AC。 3．（2021·广东·高考真题）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的O端与e点用导线相接，P端与圆弧接触良好，初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（　　） A．杆产生的感应电动势恒定 B．杆受到的安培力不变 C．杆做匀加速直线运动 D．杆中的电流逐渐减小 【答案】AD 【详解】A．OP转动切割磁感线产生的感应电动势为 因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确； BCD．杆OP匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D正确，BC错误。 故选AD。 4．（2025·广东·高考真题）如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（    ） A．线圈电阻为 B．I越大，表明m越大 C．v越大，则E越小 D． 【答案】BD 【详解】A．根据题意电动势E是线圈断开时切割磁感线产生的感应电动势，I为线圈闭合时通入的电流，故不是线圈的电阻； 故A错误； B．根据平衡条件有① 故可知I越大，m越大； 故B正确； C．根据公式有② 故可知v越大，E越大； 故C错误； D．联立①②可得 故D正确。 故选BD。 5．（2023·广东·高考真题）光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：    （1）时线框所受的安培力； （2）时穿过线框的磁通量； （3）时间内，线框中产生的热量。 【答案】（1），方向水平向左；（2）；（3） 【详解】（1）由图可知时线框切割磁感线的感应电动势为 则感应电流大小为 所受的安培力为 方向水平向左； （2）在时刻，边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，则时穿过线框的磁通量为 方向垂直纸面向里； （3）时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0，则有 感应电流大小为 则时间内，线框中产生的热量为 一、单选题 1．（2025·广东揭阳·一模）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力更大 【答案】C 【详解】A．甲区域靠近磁铁磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域的磁场与磁铁的磁场方向相反，垂直纸面向外，A错误； B．乙区域远离磁铁磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域的磁场与磁铁的磁场方向相同，垂直纸面向里，B错误； C．由“来拒去留”可知，磁铁与甲区域相互排斥，磁铁与乙区域相互吸引，阻碍甲、乙区域的运动，都会使铝盘减速，C正确； D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，感应电流减小，磁铁与铝盘的相互作用力减小，减速效果减弱，D错误。 故选C。 2．（2025·广东珠海·模拟预测）如图（a）所示，水平固定的平行导轨左端用定值电阻连接，导轨上垂直放置一根金属棒，空间中存在垂直导轨的匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场正方向。若磁场随时间变化如图（b）所示，金属棒始终保持静止状态，则（　　） A．t=0~1s，感应电流方向为逆时针 B．t=1~2s，金属棒受安培力向左 C．t=2~3s，金属棒受摩擦力向左 D．t=3~4s，金属棒电流逐渐减小 【答案】A 【详解】A．t=0~1s，穿过闭合回路的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，选项A正确； B．t=1~2s，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，磁场方向向里，根据左手定则可知，金属棒受安培力向右，选项B错误； C．t=2~3s，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，磁场方向向外，根据左手定则可知，金属棒受安培力向左，由平衡可知金属棒受摩擦力向右，选项C错误； D．t=3~4s，磁通量变化率不变，感应电动势不变，则金属棒电流不变，选项D错误。 故选A。 3．（2025·广东揭阳·二模）如图是游乐场“自由落体塔”的模型简图，质量为m、匝数为N、半径为r、总电阻为R的线圈代表乘客座舱。线圈在无磁场区由静止下落高度h后进入足够长的辐向磁场区，再下落一段距离后速度稳定为v，并最终落到缓冲装置上。已知线圈在磁场区所经位置的磁感应强度大小均为（k为常量），忽略空气阻力，重力加速度为g，则线圈（　　） A．刚进入磁场区时感应电动势的大小为 B．刚进入磁场区时所受安培力的大小为 C．从小于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v D．从大于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v 【答案】B 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得刚进入磁场区时感应电动势的大小为， 所以 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可得 刚进入磁场区时所受安培力的大小为 故B正确； CD．达到稳定速度时有，， 联立解得 由此可得，达到稳定速度v的大小与高度h无关，故CD错误。 故选B。 4．（2025·广东揭阳·二模）如图是某种明暗交替的警示灯装置，磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同，但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感，则磁铁左右运动过程中（　　） A．两个线圈中产生交变电流的周期不同 B．两个线圈中的磁通量始终相同 C．两个线圈中感应电动势的大小始终相同 D．两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同 【答案】D 【详解】AB．磁铁的中心位于O点时，两个线圈的磁通量相等，磁铁距离左侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最大，右侧线圈的磁通量最小，此时两线圈的磁通量变化率均为零，两线圈产生的电动势均为零，磁铁距离右侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最小，右侧线圈的磁通量最大，此时两线圈产生的电动势也均为零，磁铁做周期性往复运动的过程中，当左侧线圈磁通量增加时，右侧线圈的磁通量就减少，故两个线圈磁通量的变化周期是相同的，磁通量可能相等，可能不等，故AB错误； D．磁铁运动过程中两线圈的磁通量变化率是相同的，因两线圈匝数不同，由法拉第电磁感应定律可知产生的电动势的大小不相等，故C错误； D．根据“来拒去留”可知，两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同，故D正确。 故选D。 5．（2025·广东广州·一模）如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B．两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等 C．两线圈落地时乙的速度较大 D．甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地 【答案】D 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，欧姆定律及安培力公式有，， 可得 由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，故A错误； B．由电流定义式结合法拉第电磁感应定律有 可知通过线圈横截面的电荷量相等，故B错误； C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，故C错误； D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得 而， 所以 可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，又因为甲落地的速度大于乙落地的速度，说明甲重力作用的时间更长，所以 即乙运动时间较短，先落地，故D正确。 故选D。 6．（2025·广东中山·二模）法拉第圆盘的装置结构可简化为图甲，一个半径为r的匀质金属圆盘全部水平放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，在圆心O和圆盘边缘的A点之间接有一小灯泡，通过握把带动圆盘在磁场中绕轴心O沿箭头所示方向转动，当角速度为时，可观察到小灯泡发光。某同学改变实验条件分别进行了如图乙、图丙的实验，其中图乙仅撤去了小灯泡：图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，其他条件不变。下列说法正确的是（　　） A．图甲A点的电势大于O点的电势 B．图乙OA间的电势差大小为 C．图丙圆盘中没有感应电流 D．撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，则甲、丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘保持匀速转动 【答案】D 【详解】A．将金属盘看作无数条由中心指向边缘的金属棒组合而成，当金属盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则判断可知，盘边缘为电源负极，中心为正极，所以A点的电势小于O点的电势，故A错误； B．图乙撤去了小灯泡，金属圆盘不构成回路，不产生感应电流，但当金属盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生感应电动势，OA间的电势差大小等于感应电动势大小，为 故B错误； C．图丙仅撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中。当金属盘转动时，阴影处每根金属棒都在切割磁感线，产生感应电动势，金属棒和没有在阴影区的金属盘组成回路，会产生感应电流，故C错误； D．撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，甲转动过程中灯泡消耗电能，圆盘产生焦耳热，因此甲圆盘减速转动至静止。丙转动过程中，一半圆盘不切割磁感线，形成涡流，根据楞次定律可知，圆盘处于磁场中的那部分会受到与转动方向相反的安培力而使圆盘停止转动，故丙圆盘减速转动至静止。乙圆盘磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，圆盘不受安培力，因此圆盘将匀速转动，故D正确。 故选D。 7．（2025·广东汕头·一模）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，金属环向左摆动 B．当温度不变时，电流表示数不为0 C．当电流从经电流表到时，可知温度降低 D．当电流表示数增大时，可知温度升高 【答案】A 【详解】A．保持开关闭合，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故A正确； B．当温度不变时，电流不变，穿过螺旋管的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B错误； C．当电流从经电流表到时，可知感应电流产生的磁场水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁通量增大，故电流增大，的阻值减小，说明温度升高，故C错误； D．当电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故电流的变化率变大，故的阻值变化的快，温度变化的快，故D错误。 故选A。 8．（2025·广东惠州·三模）如图所示，间距为L且足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨电阻忽略不计，竖直向下的匀强磁场范围足够大，磁感应强度为B。导轨左端用导线连接阻值为R的定值电阻，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。导体棒从导轨的最左端以速度v匀速向右运动的过程中（   ） A．回路中的电流逐渐变大 B．回路中电流方向沿顺时针（俯视） C．导体棒两端的电压大小为 D．导体R的发热功率先变大后变小 【答案】C 【详解】A．导体棒匀速运动切割磁感线，则可知产生的感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律可得回路中的电流为 则可知回路中的电流不变，故A错误； B．根据楞次定律结合安培定则可知，回路中电流方向沿逆时针（俯视），故B错误； C．切割磁感线的导体相当于电源，则可知导体棒两端的电压即为路端电压，根据串联电路的特点可得导体棒两端的电压为 故C正确； D．导体R的发热功率为 导体R的发热功率不变，故D错误。 故选C。 9．（2025·广东广州·一模）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高 B．松开按钮后，穿过螺线管的磁通量为零 C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D．若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势 【答案】D 【详解】A．按下按钮过程，通过螺线管的磁通量想左增大，根据楞次定律增反减同结合右手螺旋定则，可知电流从端流出，则螺线管端电势较高，故A错误； B．松开按钮后，穿过螺线管的磁通量变小，但不为零，故B错误； C．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误； D．按下和松开按钮过程，若按下和松开按钮的时间相同，螺线管中磁通量的变化率相同，故螺线管产生的感应电动势大小相同，故D正确。 故选D。 10．（2024·广东广州·一模）无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．供电线圈中电流的有效值为 B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 C．时受电线圈的感应电流最小 D．时两线圈之间的相互作用力最大 【答案】C 【详解】A．根据如图乙可知供电线圈中电流的最大值为 得有效值为 故A错误； B．根据如图乙可知周期为 得频率为 由于交流电流一个周期电流方向改变2次，而受电线圈中的周期和频率与供电线圈周期和频率是相同的，得受电线圈中的电流方向每秒钟改变方向次数为 次 故B错误； CD．由如图乙可知时，可知供电线圈电流达到最大值，其变化率最小为零，由楞次定律可知受电线圈中的电流最小为零，两线圈这时的相互作用力最小为零，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 11．（2025·广东广州·三模）如图所示，水平虚线、之间存在方向垂直于纸面向里、高度为的匀强磁场。在竖直平面内一个等腰梯形线框，底边水平，其上、下边长之比为5:1，高为。线框向下匀速穿过磁场区域（从进入，到离开），则（    ） A．边始终不受到安培力的作用 B．线框穿过磁场的过程中，某段时间内回路没有电流 C．边进入磁场时回路电流方向为逆时针方向 D．边刚离开磁场时和刚进入磁场时线框所受安培力之比为4:1 【答案】CD 【详解】A．只要闭合回路磁通量变化产生感应电流，电流在磁场中就会受到安培力的作用，故A错误； B．等腰梯形线框在穿过磁场的过程中，穿过闭合回路的磁通量始终是变化的，只要闭合回路磁通量变化就会产生感应电流，因此不存在某段时间内回路没有电流的情况，故B错误； C．由右手定则可判定，当边进入磁场切割磁感线时，作为电源，产生的感应电动势的方向为由指向，电源内部电流由负极流向正极，回路中电流方向为逆时针方向，故C正确； D．设边长度为L，线框速度为v，则边刚离开磁场时的有效切割长度为2L 由题意知，边刚进入磁场时线框所受安培力 由欧姆定律得 感应电动 同理，边刚离开磁场时线框所受安培力 各式联立得，，故D正确； 故选CD。 12．（2025·广东茂名·模拟预测）如图甲所示为电子感应加速器的结构原理图：在上下两磁极线圈中通入图甲所示电流，两磁极间近似形成图乙（俯视图）所示的、II两个匀强磁场区域，其中区域为半径为的圆形区域，区域II为内径为，外径为的环形区域。区域和中磁感应强度大小随时间分别按规律变化。已知变化磁场会在空间中产生感生电场，其电场线是水平面内一系列以为圆心的同心圆，同一条电场线上电场强度大小为，其中为电场线所在圆的半径，为与电场线重合的单匝线圈所产生的电动势。设电子（质量为，电荷量为）在时刻从磁场中由静止释放后，恰好以为圆心沿图乙中虚线轨迹做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里 B．距离圆心为处的电场强度的大小为 C．电子沿图乙中虚线逆时针方向运动 D．电子沿图乙中虚线做圆周运动的半径为 【答案】AD 【详解】A．根据上下两磁极线圈中通入的电流方向，结合右手螺旋定则可知，图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里，选项A正确； B．距离圆心为处的磁通量 感应电动势 则电场强度的大小为，选项B错误； C．根据左手定则可知，电子沿图乙中虚线顺时针方向运动，选项C错误； D．电子沿切线方向的加速度 在t时刻的速度 根据 解得电子沿图乙中虚线做圆周运动时根据的半径为，选项D正确。 故选AD。 13．（2025·广东·模拟预测）如图，空间中存在垂直纸面的匀强磁场（未画出），水平导体棒质量为、电阻为，其两端与竖直的金属导轨接触良好且无摩擦，两导轨间连接有数字电压表（内阻很大）、阻值为的电阻、单刀双掷开关、直流电源（电动势恒定，内阻不计），导轨及导线电阻忽略不计，电动机通过轻绳连接到导体棒上。步骤1：将单刀双掷开关打到端，启动电动机使导体棒向上做匀速运动，电压表示数大小为；步骤2：关闭电动机（轻绳不提供拉力），将单刀双掷开关打到端，导体棒能保持静止，此时电压表示数大小为，已知重力加速度大小为，不考虑通电导线间相互作用，下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场垂直纸面向外 B．步骤1中，电动机输出的能量全部转化为系统产生的焦耳热 C．步骤1中，导体棒的速度大小为 D．若在步骤2中同时启动电动机使导体棒向上以一定的速度做匀速运动，通过电阻的电流大小一定小于 【答案】AC 【详解】A．根据步骤2导体棒能保持静止，根据左手定则可以判断磁场垂直纸面向外，故A正确； B．步骤1中，根据能量守恒，电动机输出的能量转化为焦耳热与重力势能，故B错误； C．根据步骤1得 根据步骤2得 计算得，故C正确； D．由于感应电动势和电源电动势的大小关系未知，所以通过电阻R的电流无法计算，故D错误。 故选AC。 14．（2025·广东·模拟预测）如图所示，两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、未充电），金属棒水平放置，质量为，空间存在垂直轨道向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让沿导轨由静止开始释放，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为。则（　　） A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动。 B．只闭合开关，电容器左侧金属板带正电 C．只闭合开关，金属棒下降高度为时速度为，则所用时间 D．只闭合开关，通过金属棒的电流 【答案】BCD 【详解】A．只闭合开关，对金属棒，根据牛顿第二定律有又 整理得 其中导体棒速度v在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误； B．楞次定律可知电流方向N到M，可知电容器左侧金属板带正电，故B正确； C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为v，在这个过程中对导体用动量定理有 又 联立解得 故C正确； D．只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有 对导体棒，根据牛顿第二定律可 联立解得 故D正确。 故选BCD。 15．（2025·广东惠州·模拟预测）福建舰舰载机着陆原理简化如图所示，水平平行金属轨道MN、PQ间接有阻值为R的电阻，其间存在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。长为L、质量为m、阻值为r的金属棒ab垂直置于轨道上，质量为M的舰载机钩住与金属棒ab连接的绝缘阻拦索（不计质量）后迅速达到共同速度v0，关闭动力滑行一段距离后停下，系统所受阻力与其速度成正比，即（为定值），下列说法中正确的是（　　） A．共速时金属棒中的电流方向由b到a B．系统的动能全部转化为棒上所产生的焦耳热 C．舰载机滑行的距离为 D．刚共速时舰载机的加速度为 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则可知，共速时金属棒中的电流方向由b到a，故A正确； B．系统的动能转化为棒上所产生的焦耳热、与绝缘阻拦索共速过程中的能量及摩擦生热，故B错误； C．飞机钩住金属棒后二者整体一起减速，由动量定理得 其中， 得到整个过程中运动的距离为，故C正确； D．刚共速时，对舰载机和金属棒分析有 其中 解得加速度为，故D错误； 故选AC。 16．（2025·广东湛江·模拟预测）如图所示，间距为L、电阻不计的足够长双斜面型光滑平行金属导轨，分别与水平面成α、β角，磁感应强度分别为的匀强磁场斜向上分别垂直于两导轨所在的斜面。质量分别为、，电阻均为r的金属棒ab、cd与两平行导轨垂直放置且接触良好。当金属棒ab匀速下滑时，金属棒cd恰好静止不动，重力加速度为g，则（　　） A．流过金属棒cd的电流方向为从d到c B． C．金属棒ab匀速下滑的速度大小为 D．金属棒cd消耗的电功率为 【答案】BD 【详解】A．根据题意，由右手定则可知，当金属棒ab匀速下滑时，感应电流从到，则流过金属棒cd的电流方向为从c到d，故A错误； B．根据题意，由平衡条件，对金属棒有 对金属棒有 联立解得 故B正确； C．根据题意，设金属棒ab匀速下滑的速度大小为，感应电动势为 感应电流为 对金属棒有 联立解得 故C错误； D．金属棒cd消耗的电功率为 对金属棒有 联立解得 故D正确。 故选BD。 三、解答题 17．（2025·广东·模拟预测）某一次魔术表演，魔术师把一根棍子放置到竖直框架中，棍子会紧贴框架一段时间再下滑；其魔术拆解原理简化如下。如图所示，竖直固定足够高的倒U型导轨NMPQ，轨道间距L=0.8m，上端开小口与水平线圈C连接，线圈面积S=0.8m2，匝数N=200，电阻r=12Ω。质量m=0.08kg的导体棒ab被外力水平压在导轨一侧，导体棒接入电路部分的电阻R=4Ω。开始时整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。t=0时撤去外力，同时磁感应强度按B=B0−kt的规律变化，其中k=0.4T/s。t1=1s时，导体棒开始下滑，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。其余电阻不计，重力加速度g=10m/s2。求： (1)0~1s内导体棒两端ba的电势差Uba； (2)t2=2s时的导体棒的加速度； (3)若仅将磁场方向改为竖直向下，要使导体棒ab在0~1s内仍静止，是否需要将它靠在导轨的另一侧？简要说明理由。 【答案】(1)16V (2)8m/s (3)见解析 【详解】（1）0~1s时间内，对线圈C和整个回路根据法拉第电磁感应定律得 根据题意得 根据闭合电路欧姆定律得 解得 导体棒两端ba的电势差 （2）t1=1s时刻，导体棒即将下滑，根据平衡条件得 根据题意得 解得 t2=2s时刻， 对导体棒，由牛顿第二定律得 解得 （3）不需要。理由：由楞次定律可知，磁场方向相反，感应电流方向也相反，由左手定则知导体棒所受安培力方向不变，所以不需要将它靠在导轨的另一侧。 18．（2025·天津·二模）某种新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的，下图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个相同的单匝矩形闭合线圈组成，线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的电阻为R，ab边长为L，bc边长为。某次减震过程中，该减震器从距离磁场边缘高h处由静止自由下落，当线圈2恰好完全进入磁场时减震器的速度大小为。已知匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，不计空气阻力，该减震器始终保持竖直，重力加速度为g。 (1)求线圈1的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小a； (2)求减震器下落过程中，线圈1和2产生的热量之和； (3)求从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据机械能守恒 ab边进入磁场瞬间的速度为 根据E = BLv，F = BIL，F－mg = ma 解得 （2）从开始下落到第二个线圈完全进入磁场，由能量关系可知 解得 （3）在减震器在磁场运动过程中，设减震器下落的方向为正方向，根据动量定理 又、、 解得 减震器自由下落过程中 则从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间 19．（2025·广东广州·三模）如图所示，质量为的足够长“匚”形金属导轨abcd放在倾角为的光滑绝缘斜面上，导轨宽度，bc段电阻为，其余段电阻不计。另一电阻为、质量为的导体棒PQ放置在导轨上，与导轨接触良好，PbcQ构成矩形。棒与导轨间的动摩擦因数为，在沿斜面的方向上，棒的下侧有两个固定于斜面的光滑立柱。以ef为界，其下侧匀强磁场垂直斜面向上，上侧匀强磁场方向沿斜面向上，两区域的磁感应强度大小相等。设导体棒PQ与导轨之间的弹力为N。不考虑感应电流的磁场，，重力加速度取。 (1)若将金属导轨由静止释放，请通过计算说明在导轨运动过程中N可否为0。 (2)若在导轨的bc段中点施加一沿斜面向下的力F作用，使导轨由静止开始做匀变速直线运动，且F与导轨运动速度v的关系为，试求对应的磁感应强度大小，并求出从初状态到的过程经历的时间。 【答案】(1)N不能为0 (2)2T， 【详解】（1）金属导轨由静止释放后，做加速度减小的加速运动达到最大速度时，受到的安培力为，对导轨受力分析 导体棒PQ受的安培力垂直斜面向上，大小也为，对导体棒受力分析 求得 故在导轨运动过程中N不能为0。 （2）施加力F时，设导轨的加速度为a，回路中电流为I，则 且 整理得 与已知条件 两式对比，代入数据可得：， 时，有 解得 对应的速度 导轨的运动时间为 解得 20．（2025·广东湛江·模拟预测）我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，其中左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，间接有定值电阻，右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场，垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，与距离为。的右方还有质量为3m，各边长均为的形框，其电阻为。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： (1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小； (2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； (3)“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标； 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意可知棒ab到达前已匀速，则有 又， 联立解得 （2）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为 其中， 联立可得 （3）设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒可得 解得 此后任意时刻闭合线框的速度为v，ab边处磁场为，de边处磁场为，则回路中的电动势为 其中 回路总电阻为4R，根据闭合电路欧姆定律可得 此时回路受到的安培力大小为 根据动量定理可得 即 联立解得“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标为 21．（2025·广东广州·三模）每个快递入库时都会贴一张电子标签，以便高效仓储、分拣。如图所示，某快递表面的标签上固定了一个横放的“日”字形线圈，在入库时快递与传送带一起以水平恒定速度v0穿过磁感应强度为B，方向竖直向下且宽为L的有界匀强磁场，磁场边界与CD边平行。传送带连接的传感器可以采集到快递受到的摩擦力。已知线圈短边CD长为L，长边CG长为2L，E、F为两长边的中点。电阻，，其余部分电阻不计。求： (1)CD边刚进磁场时，CD中感应电流的方向； (2)CD边刚进磁场时，快递受到的摩擦力f； (3)整个“日”字形线圈穿过磁场的过程中，产生的总焦耳热Q。 【答案】(1)由D到C (2) (3) 【详解】（1）CD边刚进磁场时，根据右手定则可知，感应电流方向应由D到C； （2）CD边刚进磁场时，感应电动势为 此时线圈形成回路的总电阻为 通过CD边的电流为 CD边受到的安培力大小为 根据左手定则可知，CD边受到安培力的方向水平向左，由平衡条件可得，快递受到的摩擦力水平向右，且大小为 （3）从CD边进入磁场到EF边进入磁场过程中，线圈克服安培力做功为 当EF边切割磁感线的过程中，线圈形成回路的总电阻为 通过EF边的电流为 EF边受到的安培力大小为 从EF边进入磁场到GH边进入磁场，线圈克服安培力做功为 根据对称性可知，GH边穿过磁场的过程，线圈克服安培力做功为 所以整个“日”字形线圈穿过磁场的过程中，产生的总焦耳热为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 电磁感应 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电磁感应 2024年广东 2022年广东 2021年广东 近五年广东高考物理，电磁感应考查频繁。常考楞次定律、法拉第电磁感应定律应用，如 2025 考涡流制动，2024 借汽车振动发电考查感应电动势。题型涵盖选择、计算，常结合实际，注重综合分析及数理运算能力 。 考点01 电磁感应 1．（2024·广东·高考真题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 2．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 3．（2021·广东·高考真题）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的O端与e点用导线相接，P端与圆弧接触良好，初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（　　） A．杆产生的感应电动势恒定 B．杆受到的安培力不变 C．杆做匀加速直线运动 D．杆中的电流逐渐减小 4．（2025·广东·高考真题）如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（    ） A．线圈电阻为 B．I越大，表明m越大 C．v越大，则E越小 D． 5．（2023·广东·高考真题）光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：    （1）时线框所受的安培力； （2）时穿过线框的磁通量； （3）时间内，线框中产生的热量。 一、单选题 1．（2025·广东揭阳·一模）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力更大 2．（2025·广东珠海·模拟预测）如图（a）所示，水平固定的平行导轨左端用定值电阻连接，导轨上垂直放置一根金属棒，空间中存在垂直导轨的匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场正方向。若磁场随时间变化如图（b）所示，金属棒始终保持静止状态，则（　　） A．t=0~1s，感应电流方向为逆时针 B．t=1~2s，金属棒受安培力向左 C．t=2~3s，金属棒受摩擦力向左 D．t=3~4s，金属棒电流逐渐减小 3．（2025·广东揭阳·二模）如图是游乐场“自由落体塔”的模型简图，质量为m、匝数为N、半径为r、总电阻为R的线圈代表乘客座舱。线圈在无磁场区由静止下落高度h后进入足够长的辐向磁场区，再下落一段距离后速度稳定为v，并最终落到缓冲装置上。已知线圈在磁场区所经位置的磁感应强度大小均为（k为常量），忽略空气阻力，重力加速度为g，则线圈（　　） A．刚进入磁场区时感应电动势的大小为 B．刚进入磁场区时所受安培力的大小为 C．从小于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v D．从大于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v 4．（2025·广东揭阳·二模）如图是某种明暗交替的警示灯装置，磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同，但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感，则磁铁左右运动过程中（　　） A．两个线圈中产生交变电流的周期不同 B．两个线圈中的磁通量始终相同 C．两个线圈中感应电动势的大小始终相同 D．两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同 5．（2025·广东广州·一模）如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B．两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等 C．两线圈落地时乙的速度较大 D．甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地 6．（2025·广东中山·二模）法拉第圆盘的装置结构可简化为图甲，一个半径为r的匀质金属圆盘全部水平放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，在圆心O和圆盘边缘的A点之间接有一小灯泡，通过握把带动圆盘在磁场中绕轴心O沿箭头所示方向转动，当角速度为时，可观察到小灯泡发光。某同学改变实验条件分别进行了如图乙、图丙的实验，其中图乙仅撤去了小灯泡：图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，其他条件不变。下列说法正确的是（　　） A．图甲A点的电势大于O点的电势 B．图乙OA间的电势差大小为 C．图丙圆盘中没有感应电流 D．撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，则甲、丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘保持匀速转动 7．（2025·广东汕头·一模）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，金属环向左摆动 B．当温度不变时，电流表示数不为0 C．当电流从经电流表到时，可知温度降低 D．当电流表示数增大时，可知温度升高 8．（2025·广东惠州·三模）如图所示，间距为L且足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨电阻忽略不计，竖直向下的匀强磁场范围足够大，磁感应强度为B。导轨左端用导线连接阻值为R的定值电阻，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。导体棒从导轨的最左端以速度v匀速向右运动的过程中（   ） A．回路中的电流逐渐变大 B．回路中电流方向沿顺时针（俯视） C．导体棒两端的电压大小为 D．导体R的发热功率先变大后变小 9．（2025·广东广州·一模）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高 B．松开按钮后，穿过螺线管的磁通量为零 C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D．若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势 10．（2024·广东广州·一模）无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．供电线圈中电流的有效值为 B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 C．时受电线圈的感应电流最小 D．时两线圈之间的相互作用力最大 二、多选题 11．（2025·广东广州·三模）如图所示，水平虚线、之间存在方向垂直于纸面向里、高度为的匀强磁场。在竖直平面内一个等腰梯形线框，底边水平，其上、下边长之比为5:1，高为。线框向下匀速穿过磁场区域（从进入，到离开），则（    ） A．边始终不受到安培力的作用 B．线框穿过磁场的过程中，某段时间内回路没有电流 C．边进入磁场时回路电流方向为逆时针方向 D．边刚离开磁场时和刚进入磁场时线框所受安培力之比为4:1 12．（2025·广东茂名·模拟预测）如图甲所示为电子感应加速器的结构原理图：在上下两磁极线圈中通入图甲所示电流，两磁极间近似形成图乙（俯视图）所示的、II两个匀强磁场区域，其中区域为半径为的圆形区域，区域II为内径为，外径为的环形区域。区域和中磁感应强度大小随时间分别按规律变化。已知变化磁场会在空间中产生感生电场，其电场线是水平面内一系列以为圆心的同心圆，同一条电场线上电场强度大小为，其中为电场线所在圆的半径，为与电场线重合的单匝线圈所产生的电动势。设电子（质量为，电荷量为）在时刻从磁场中由静止释放后，恰好以为圆心沿图乙中虚线轨迹做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里 B．距离圆心为处的电场强度的大小为 C．电子沿图乙中虚线逆时针方向运动 D．电子沿图乙中虚线做圆周运动的半径为 13．（2025·广东·模拟预测）如图，空间中存在垂直纸面的匀强磁场（未画出），水平导体棒质量为、电阻为，其两端与竖直的金属导轨接触良好且无摩擦，两导轨间连接有数字电压表（内阻很大）、阻值为的电阻、单刀双掷开关、直流电源（电动势恒定，内阻不计），导轨及导线电阻忽略不计，电动机通过轻绳连接到导体棒上。步骤1：将单刀双掷开关打到端，启动电动机使导体棒向上做匀速运动，电压表示数大小为；步骤2：关闭电动机（轻绳不提供拉力），将单刀双掷开关打到端，导体棒能保持静止，此时电压表示数大小为，已知重力加速度大小为，不考虑通电导线间相互作用，下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场垂直纸面向外 B．步骤1中，电动机输出的能量全部转化为系统产生的焦耳热 C．步骤1中，导体棒的速度大小为 D．若在步骤2中同时启动电动机使导体棒向上以一定的速度做匀速运动，通过电阻的电流大小一定小于 14．（2025·广东·模拟预测）如图所示，两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、未充电），金属棒水平放置，质量为，空间存在垂直轨道向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让沿导轨由静止开始释放，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为。则（　　） A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动。 B．只闭合开关，电容器左侧金属板带正电 C．只闭合开关，金属棒下降高度为时速度为，则所用时间 D．只闭合开关，通过金属棒的电流 15．（2025·广东惠州·模拟预测）福建舰舰载机着陆原理简化如图所示，水平平行金属轨道MN、PQ间接有阻值为R的电阻，其间存在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。长为L、质量为m、阻值为r的金属棒ab垂直置于轨道上，质量为M的舰载机钩住与金属棒ab连接的绝缘阻拦索（不计质量）后迅速达到共同速度v0，关闭动力滑行一段距离后停下，系统所受阻力与其速度成正比，即（为定值），下列说法中正确的是（　　） A．共速时金属棒中的电流方向由b到a B．系统的动能全部转化为棒上所产生的焦耳热 C．舰载机滑行的距离为 D．刚共速时舰载机的加速度为 16．（2025·广东湛江·模拟预测）如图所示，间距为L、电阻不计的足够长双斜面型光滑平行金属导轨，分别与水平面成α、β角，磁感应强度分别为的匀强磁场斜向上分别垂直于两导轨所在的斜面。质量分别为、，电阻均为r的金属棒ab、cd与两平行导轨垂直放置且接触良好。当金属棒ab匀速下滑时，金属棒cd恰好静止不动，重力加速度为g，则（　　） A．流过金属棒cd的电流方向为从d到c B． C．金属棒ab匀速下滑的速度大小为 D．金属棒cd消耗的电功率为 三、解答题 17．（2025·广东·模拟预测）某一次魔术表演，魔术师把一根棍子放置到竖直框架中，棍子会紧贴框架一段时间再下滑；其魔术拆解原理简化如下。如图所示，竖直固定足够高的倒U型导轨NMPQ，轨道间距L=0.8m，上端开小口与水平线圈C连接，线圈面积S=0.8m2，匝数N=200，电阻r=12Ω。质量m=0.08kg的导体棒ab被外力水平压在导轨一侧，导体棒接入电路部分的电阻R=4Ω。开始时整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。t=0时撤去外力，同时磁感应强度按B=B0−kt的规律变化，其中k=0.4T/s。t1=1s时，导体棒开始下滑，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。其余电阻不计，重力加速度g=10m/s2。求： (1)0~1s内导体棒两端ba的电势差Uba； (2)t2=2s时的导体棒的加速度； (3)若仅将磁场方向改为竖直向下，要使导体棒ab在0~1s内仍静止，是否需要将它靠在导轨的另一侧？简要说明理由。 18．（2025·天津·二模）某种新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的，下图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个相同的单匝矩形闭合线圈组成，线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的电阻为R，ab边长为L，bc边长为。某次减震过程中，该减震器从距离磁场边缘高h处由静止自由下落，当线圈2恰好完全进入磁场时减震器的速度大小为。已知匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，不计空气阻力，该减震器始终保持竖直，重力加速度为g。 (1)求线圈1的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小a； (2)求减震器下落过程中，线圈1和2产生的热量之和； (3)求从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间t。 19．（2025·广东广州·三模）如图所示，质量为的足够长“匚”形金属导轨abcd放在倾角为的光滑绝缘斜面上，导轨宽度，bc段电阻为，其余段电阻不计。另一电阻为、质量为的导体棒PQ放置在导轨上，与导轨接触良好，PbcQ构成矩形。棒与导轨间的动摩擦因数为，在沿斜面的方向上，棒的下侧有两个固定于斜面的光滑立柱。以ef为界，其下侧匀强磁场垂直斜面向上，上侧匀强磁场方向沿斜面向上，两区域的磁感应强度大小相等。设导体棒PQ与导轨之间的弹力为N。不考虑感应电流的磁场，，重力加速度取。 (1)若将金属导轨由静止释放，请通过计算说明在导轨运动过程中N可否为0。 (2)若在导轨的bc段中点施加一沿斜面向下的力F作用，使导轨由静止开始做匀变速直线运动，且F与导轨运动速度v的关系为，试求对应的磁感应强度大小，并求出从初状态到的过程经历的时间。 20．（2025·广东湛江·模拟预测）我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，其中左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，间接有定值电阻，右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场，垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，与距离为。的右方还有质量为3m，各边长均为的形框，其电阻为。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： (1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小； (2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； (3)“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标； 21．（2025·广东广州·三模）每个快递入库时都会贴一张电子标签，以便高效仓储、分拣。如图所示，某快递表面的标签上固定了一个横放的“日”字形线圈，在入库时快递与传送带一起以水平恒定速度v0穿过磁感应强度为B，方向竖直向下且宽为L的有界匀强磁场，磁场边界与CD边平行。传送带连接的传感器可以采集到快递受到的摩擦力。已知线圈短边CD长为L，长边CG长为2L，E、F为两长边的中点。电阻，，其余部分电阻不计。求： (1)CD边刚进磁场时，CD中感应电流的方向； (2)CD边刚进磁场时，快递受到的摩擦力f； 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$