专题05 磁场、电磁感应和交变电流（福建专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题05 磁场、电磁感应与交变电流 一、磁场 考点01 洛伦兹力与现代科技 1．（2025·福建福州·二模）如图（a），S为粒子源，不断沿水平方向发射速度相同的同种带负电粒子，MN为竖直放置的接收屏。当同时存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场时，粒子恰好沿直线打到MN上O点；当只存在一种场时，粒子打在MN上的P点或Q点，P、O、Q三点的位置关系如图（b）所示，OP间距离为OQ间距离的。已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，S到屏MN的距离为d、不计粒子重力及粒子间的相互作用，则下列判断正确的是（　　） A．只加磁场时，粒子打在MN上的P点 B．粒子源发射出粒子的速度大小为 C．粒子的比荷为 D．OP间距离为 【答案】BC 【详解】A．根据左手定则，带负电粒子在磁场中向下偏转，故只加磁场时，粒子打在MN上的Q点，故A错误； B．当同时存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场时，粒子恰好沿直线打到MN上O点，则，解得粒子源发射出粒子的速度大小为，故B正确； CD．只加电场时，粒子做类平抛运动，则，，，。只加磁场时，根据洛伦兹力提供向心力，则，解得，。根据几何关系有，根据题意有，联立解得，，，故C正确，D错误。 故选BC。 2．（2025·福建龙岩·二模）自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车车轮的运动速率。如图甲所示，自行车前轮半径R，霍尔效应传感器固定于前叉距轴r处。一块磁体安装在前轮上，轮子每转一圈，磁体就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压，若每秒触发n次脉冲。如图乙所示，电源输出电压为U1当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势低于后表面的电势）。则（　　） A．自行车的速度为2πnr B．车速越大A、B间电势差越大 C．霍尔元件的载流子是正电荷 D．电源长时间使用后电动势减小，A、B间电势差将减小 【答案】D 【详解】A．每秒触发n次脉冲，可知车轮每秒转n圈，则自行车的速度为v=2πnR，故A错误； B．设霍尔元件的长（正面）、宽、高分别为a、b、h，则当平衡时满足，其中，，解得，可知A、B间电势差与车速无关，故B错误； C．前表面的电势低于后表面的电势，即前表面集聚负电荷，载流子为负电荷，故C错误； D．根据，电源长时间使用后电动势U1减小，A、B间电势差U2将减小，故D正确。 故选D。 考点02 带电粒子在磁场中运动 1．（2025·福建多地市·二模）中国科学家利用兰州重离子加速器进行医用同位素的同步分离制备，“扇形聚焦回旋加速器”是该装置的重要构造部分。某种扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为的圆形区域等分成8个扇形区域，相互间隔的4个区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，另外4个区域内没有磁场。质量为、电荷量为的正离子以恒定速率在闭合平衡轨道上做周期性运动，其闭合平衡轨道如图中实线所示，离子重力不计，则离子绕闭合平衡轨道运动一周的过程中（　　） A．运动的方向是顺时针 B．运动的方向是逆时针 C．在磁场中运动的总时间为 D．在磁场中运动的总时间为 【答案】AD 【详解】AB．由于粒子带正电，在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据左手定则可知，粒子运动的方向是顺时针，故A正确，B错误； CD．因为粒子在没有磁场的区域做匀速直线运动，没有改变速度方向，则离子经过4个扇形磁场区域总共转过的角度为，所以离子在磁场中运动的总时间等于离子在磁场中的运动周期，根据牛顿第二定律可得，又 联立可得可知离子在磁场中运动的总时间为，故C错误，D正确。 故选AD。 2．（2025·福建龙岩·二模）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】运动轨迹如图: 3．（2025·福建莆田·二模）如图，在xOy平面内y≥0区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在处放置一平行于y轴的足够长的挡板。O点处的粒子源在xOy平面第一象限0~90°范围内发射大量质量为m、电荷量为q（q>0）、速度大小相等的粒子，所有粒子恰好都能打在挡板上，并立即被挡板吸收。不计粒子重力和粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子的速度大小为 B．粒子在磁场中运动的最短时间为 C．沿不同方向射出的粒子在磁场中运动的时间可能相同 D．一定会有两个不同方向射出的粒子打在挡板上y=1.5a处 【答案】AD 【详解】AB．如图所示，所有粒子恰好都能打在挡板上，则粒子转动的半径 由，可得，故A正确； B．如上图所示，粒子在磁场中运动的圆心角为时，运动时间最短。由周期，得最短时间，故B错误； C．粒子射出的方向不同则轨迹不同，对应的圆心角不同，也即运动时间不同，故C错误； D．如图所示，打到挡板上的最远点坐标为，1.5a在之间，则一定会有两个不同方向射出的粒子打在挡板上该点，故D正确。 3．（24-25高三下·福建·二模)如图所示，坐标平面的第一、二象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，在第二象限内有平行于轴的足够大的荧光屏，在坐标原点有一粒子源，能沿轴正向不断射出质量为电荷量为的带正电的粒子，粒子的速度大小均为，将粒子从点射出的方向沿逆时针方向旋转，在粒子从点射出的方向与轴夹角在某一范围内逐渐增大的过程中，粒子打在荧光屏上的位置不断沿轴正向向上移。已知荧光屏与轴的距离为，不计粒子的重力，忽略粒子间的相互作用，所有粒子打在荧光屏上的位置离轴最近的距离为______，最远的距离为______，粒子______（填“有”或“不”）可能垂直打在荧光屏上。 【答案】 不 【详解】[1]根据题意，粒子在磁场中做圆周运动的半径 则荧光屏到轴的距离为，沿轴正向射出的粒子经磁场偏转后，打在荧光屏上的位置离轴的最近距离 [2]几何关系可知，所有粒子打在荧光屏上的位置离轴的最远距离为 [3]当速度方向沿逆时针向上旋转，打到屏上的位置一直上移的过程中，粒子打到屏上的位置与O点连线的夹角逐渐减小，通过旋转圆可知，当粒子打在荧光屏上的位置到最高点时，粒子打在荧光屏上时的速度垂直于直径并不垂直荧光屏，因此粒子不可能垂直打在荧光屏上。 4．（2025·福建龙岩·二模）托卡马克装置利用环形磁场约束高温等离子体，结合欧姆加热与辅助加热达到核聚变温度，通过磁流体稳定性控制实现持续聚变反应并释放能量。我国已建造出世界第一台全高温超导托卡马克装置——“洪荒70”，被称为“人造太阳” (1)“洪荒70”装置内部核反应方程为：。已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3。求： ①X粒子是什么粒子？ ②该核反应释放的核能ΔE (2)如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。环状磁场的内、外半径分别为R1、R2，磁场的磁感应强度大小为B，若被束缚的带电粒子比荷为，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。 ①粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度； ②所有粒子不能穿越磁场的最大速度。 【答案】(1)①氦原子核；② (2)①；② 【详解】（1）①核反应方程为 即X为氦核； ②反应释放的核能为 （2）①粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场区域的最大速度粒子沿圆弧从B到A，恰与环状域外圆相切，O′为轨道圆心。设AO′=BO′=r， 由几何关系 又 可得 ②粒子沿环状域的内边界圆的切线方向射入磁场时，轨道半径最大为 由 得 二、电磁感应 考点01 法拉第电磁感应定律的运用 1．(24-25高三下·福建·二模)如图所示，间距为的平行光滑长直金属导轨固定放置，导轨平面水平，矩形区域有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，导轨平面离地面的高度为，质量均为电阻均为长度均为的金属棒垂直放在导轨上，在磁场中，在磁场外，给一个水平向右的初速度，两金属棒在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好，两金属棒从导轨端水平抛出后做平抛运动的水平位移之比为金属棒在导轨上运动时没有发生碰撞，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．金属棒进磁场时的加速度大小为 B．金属棒离开轨道做平抛运动的水平位移为 C．整个过程金属棒中产生的焦耳热为 D．金属棒初始位置到的距离至少为 【答案】BD 【详解】A．对棒a，根据牛顿第二定律有，金属棒进磁场时的加速度大小为，故A错误； B．由于两金属棒从导轨端水平抛出后做平抛运动的水平位移之比为，因此离开轨道时的速度大小之比为，设离开轨道时的速度大小为，则离开轨道时的速度大小为，根据动量守恒定律，解得，金属棒做平抛运动有，，联立解得，故B正确； C．由能量守恒可知，金属棒中产生的焦耳热 ，故C错误； D．设两金属棒在磁场中相对运动的位移为，对研究，根据动量定理，因为，联立解得 故D正确。 故选BD。 2．（2025·福建厦门·二模）如图甲所示，绝缘水平面上固定有两条足够长的平行光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为。金属棒、垂直导轨放置，电阻均为，质量分别为和。虚线右侧存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场。两金属棒、分别以初速度和同时沿导轨向右运动，先后进入磁场区域。从棒进入磁场区域开始，其电流随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．、棒的初速度满足 B．棒即将进入磁场时，棒在磁场中移动的距离为 C．两棒最终的间隔距离为 D．两棒最终的间隔距离为 【答案】BD 【详解】A．棒刚进入磁场时，产生的电动势为，电流为 设棒刚要进入磁场之前时，棒的速度大小为，则此时产生的电动势为，由图乙可得，此时电流为，解得，棒刚进入磁场时，由图乙可知，电流反向，说明，此时回路中的电动势为 由图乙可得，此时电流为，解得，故A错误； B．棒即将进入磁场时，棒在磁场中根据动量定理 其中，，解得，故B正确； CD．棒进入磁场后，当两棒的速度相同后达到稳定，设相同的速度大小为，则根据动量守恒，解得此过程对棒根据动量定理，其中，，解得棒进入磁场后，比棒多走的位移为，两棒最终的间隔距离为，故C错误，D正确。 故选BD。 3．（2025·福建多地市·二模）如图所示，导体棒、分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上，导轨间距分别为、，导轨电阻不计，所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，、棒的质量分别为，两导体棒总电阻为，棒与导轨间无摩擦，棒与导轨间的动摩擦因数。时刻，给导体棒一个大小为，方向水平向右的恒力作用，时棒刚要滑动，再过一段时间后回路中电流大小为且保持恒定。已知棒距宽导轨足够远，棒所在导轨足够长，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)时，棒中电流的大小和方向； (2)时间内，安培力对棒的冲量大小； (3)电流的大小。 【答案】(1)0.5A，由d指向c (2) (3) 【详解】（1）当时，对棒受力分析，由平衡条件 解得棒中电流的大小 由右手定则可知，棒中电流方向为由d指向c； （2）时，ab棒产生的感应电动势为 由欧姆定律 代入数据解得 时间内，对ab棒受力分析，由动量定理 解得 （3）稳定后，电路中电流一定，由欧姆定律得 再过时间，ab棒、cd棒的速度变化量分别为、，则由 联立可得 其中 则 由牛顿第二定律 代入数据解得 4．（2025·福建莆田·二模）垂直起降是一种可重复使用火箭的技术。如图为具有电磁缓冲功能的火箭模型结构示意图。模型外侧安装有高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面向里、磁感应强度B=4T的匀强磁场。匝数n=10匝、总电阻R=4Ω的闭合矩形线圈abcd固定在主体下部，ab边长L=1m并位于磁场中，主体与线圈总质量m=100kg。假设模型以速度v0=5m/s着地时缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。不计摩擦和空气阻力，g取10m/s2。求： (1)缓冲槽着地时，线圈中ab边感应电流的大小和方向； (2)主体减速下落的加速度大小a=2m/s2时，线圈中的发热功率P； (3)已知缓冲槽停止后，主体下落距离h=0.2m时，速度v1=2m/s，此时主体和缓冲槽未相碰。该过程通过线圈横截面的电荷量q和线圈中产生焦耳热Q。 【答案】(1)50A，从a到b (2) (3)， 【详解】（1）缓冲槽着地时，线圈中ab边切割磁感线，有 解得 根据右手定则可判断ab边的电流方向：从a到b （2）主体减速下落，根据牛顿第二定律，有 又 线圈的发热功率为 解得 （3）由法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律有 由电流的定义式有 解得 代入数据可知 主体下落h过程中，根据能量守恒定律，有 解得 5．（2025·福建福州·二模）如图所示，两根距离为d=1m的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内，一端接有阻值为R=2Ω的电阻。在y>0的一侧存在垂直纸面的磁场，磁场大小沿x轴均匀分布，沿y轴大小按规律分布。一质量为m=0.05kg、阻值为r=1Ω的金属杆与金属导轨垂直，在导轨上滑动时接触良好。金属杆始终受一大小可调节、方向竖直向上的外力F作用，使它能保持大小为a=2m/s2、方向沿y轴负方向的恒定加速度运动。t=0时刻，金属杆位于y=0处，速度大小为v0=4m/s，方向沿y轴的正方向。设导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求： （1）当金属杆的速度大小为v=2m/s时直杆两端的电压； （2）该回路中感应电流持续的时间； （3）当时间分别为t=3s和t=5s时，外力F的大小； （4）电阻R的最大电功率。 【答案】（1）；（2）；（3）1.1N，；（4）W 【详解】（1）当金属杆的速度大小为v=2m/s时，以y轴正方向为正，此时，位移 磁场 感应电动势 金属直杆两端的电压 （2）感应电流持续的时间为从直杆开始运动到再次回到出发点的时间，即 （3）当t=3s时，速度 直杆向上运动，此时，位移 磁场 直杆受竖直向下的重力G、竖直向上的外力F、竖直向下的安培力F安，由牛顿第二定律得 当t=5s>4s时，直杆已向上离开磁场区域，此时只受重力G和外力F作用，由牛顿第二定律得 （4）电阻R的功率 其中 ， 代入，得 当v2=8，即时P最大 Pm=W 三、交变电流 考点01 远距离输电 1．（2025·福建龙岩·二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为、内阻可忽略不计，定值电阻，小灯泡、的规格均为“6V  6W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时，则（    ） A．比更亮 B．与一样亮 C． R2的电功率比R1的小 D． R2的电功率与R1相等 【答案】AD 【详解】若开关接cd端，则若电源电压为U0，理想变压器、的匝数比为。用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压 ，降压变压器初级电压，降压变压器次级电压，降压变压器次级电流为 ，根据匝数比有，其中 ，可得输电功率为，输电线上损耗的电功率为，用户得到的电功率为，若开关接ab端，则负载得到的功率，输电线上损耗的电功率为 将和 ，及k=2带入可知可得，即L2比L1更亮；又有 故选AD。 考点02 正弦交流电 1．（2025·福建福州·二模）在如图所示的电路中，a、b两端接有电压为u＝100sin100πt（V）的交流电源，移动滑动触头P可改变理想变压器原线圈接入电路的匝数，两灯泡L1、L2的电阻和定值电阻R的阻值相同且保持不变．将开关S断开，灯泡L1恰好正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．原线圈输入电压的有效值为100V B．若将P向上移动，L1会变暗 C．若闭合S，L1可能会被烧坏 D．若闭合S，R消耗的电功率是闭合S前的倍 【答案】BD 【详解】A.a、b两端接有u＝100sin100πt（V）的交流电源，所以原线圈两端电压的有效值为，故A错误； B.若将P向上移动，原线圈匝数增大，副线圈电压减小，L1会变暗，故B正确； C.灯泡L1、L2和R的电阻相同．当开关S断开时，灯泡L1恰好正常发光，灯泡L1两端电压为U2，若闭合S，灯泡L1两端电压为U2，所以L1不可能会烧坏，故C错误； D.当开关S断开时，R消耗的电功率是 ，若闭合S，R消耗的电功率是，所以R消耗的电功率是闭合S前的倍，故D正确； 2． (24-25高三下·福建·二模)甲、乙、丙三图中，均为边长为的正方形，图甲中，单匝线框的边是以为圆心的四分之一圆弧；图乙中，单匝线框的边是以为圆心的四分之一圆弧，图丙中，单匝线框是等腰直角三角形。现让甲、乙、丙三图中的线框均绕过边垂直于磁场的轴匀速转动，角速度大小分别为，匀强磁场的磁感应强度大小均为，图甲、乙线框中产生的电动势有效值分别为，则图丙线框中产生的电动势有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设甲图中线框的面积为乙图中线框的面积为，线框甲中的电动势有效值，图乙中线框转动产生的电动势有效值，图丙中线框转动产生的电动势有效值，根据几何关系，解得 故选C。 考点03 变压器 1．（2025·福建多地市·二模）小明在假期实践活动的过程中，拍了一张变压器铭牌的照片，根据照片信息，下列说法正确的是（　　） A．指的是交流电的峰值 B．“容量”中的“”是能量的单位 C．正常工作时初级线圈电流比次级线圈电流小 D．初级线圈与次级线圈的匝数比约为 【答案】C 【详解】A．380V指的是交流电的有效值，故A错误； B．根据可知，“容量115kVA”中的“kVA”是功率的单位，故B错误； D．由理想变压器的变压比可知，故D错误； C．由理想变压器的变流比可知，正常工作时初级线圈电流比次级线圈电流小，故C正确。 故选C。 2．（2025·福建厦门·二模）如图甲所示，黑光灯利用发出的紫外线引诱蚊虫飞进高压电网来消灭蚊虫，其内部高压电网的工作电路如图乙所示。正弦交流电通过变压器产生高压，已知变压器可视为理想变压器，原线圈匝数为，副线圈匝数为，高压电网相邻极板间瞬时电压不低于1000V时可杀灭蚊虫，则（　　） A．仅减小相邻两极板间的距离，两极板间的电压不变 B．仅减小相邻两极板间的距离，两极板间的电压增大 C．原副线圈匝数比满足 D．原副线圈匝数比满足 【答案】AD 【详解】AB．根据，可知，变压器原副线圈的匝数不变，输入电压不变，两极板间的电压不变，A正确，B错误； CD．由于高压电网相邻极板间瞬时电压不低于1000V时可杀灭蚊虫，即，根据，，可得C错误，D正确。 故选AD。 3．（2025·福建莆田·二模）如图，电阻不计、匝数为N的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动。理想变压器的原、副线圈匝数之比为1∶2，电流表、电压表均为理想电表。当线圈以角速度ω匀速转动、滑动变阻器的阻值为R时，电压表的示数为U，则（　　） A．电流表的示数为 B．穿过线圈的磁通量的最大值为 C．滑动变阻器滑片向下滑动时，变压器的输入功率减小 D．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时表达式为 【答案】CD 【详解】A．根据题意可知，副线圈电流为，根据，可得电流表的示数为故A错误； B．根据，可知原线圈的输入电压有效值为，则矩形线圈产生的电动势最大值为，联立解得穿过线圈的磁通量的最大值为，故B错误； C．滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，则副线圈电流减小，副线圈输出功率减小，即变压器的输入功率减小，故C正确； D．从线圈平面与磁场平行开始计时，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化量最大，产生的感应电动势最大，则线圈产生电动势的瞬时表达式为，故D正确。 故选CD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 磁场、电磁感应与交变电流 一、磁场 考点01 洛伦兹力与现代科技 1．（2025·福建福州·二模）如图（a），S为粒子源，不断沿水平方向发射速度相同的同种带负电粒子，MN为竖直放置的接收屏。当同时存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场时，粒子恰好沿直线打到MN上O点；当只存在一种场时，粒子打在MN上的P点或Q点，P、O、Q三点的位置关系如图（b）所示，OP间距离为OQ间距离的。已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，S到屏MN的距离为d、不计粒子重力及粒子间的相互作用，则下列判断正确的是（　　） A．只加磁场时，粒子打在MN上的P点 B．粒子源发射出粒子的速度大小为 C．粒子的比荷为 D．OP间距离为 2．（2025·福建龙岩·二模）自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车车轮的运动速率。如图甲所示，自行车前轮半径R，霍尔效应传感器固定于前叉距轴r处。一块磁体安装在前轮上，轮子每转一圈，磁体就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压，若每秒触发n次脉冲。如图乙所示，电源输出电压为U1当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势低于后表面的电势）。则（　　） A．自行车的速度为2πnr B．车速越大A、B间电势差越大 C．霍尔元件的载流子是正电荷 D．电源长时间使用后电动势减小，A、B间电势差将减小 考点02 带电粒子在磁场中运动 1．（2025·福建多地市·二模）中国科学家利用兰州重离子加速器进行医用同位素的同步分离制备，“扇形聚焦回旋加速器”是该装置的重要构造部分。某种扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为的圆形区域等分成8个扇形区域，相互间隔的4个区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，另外4个区域内没有磁场。质量为、电荷量为的正离子以恒定速率在闭合平衡轨道上做周期性运动，其闭合平衡轨道如图中实线所示，离子重力不计，则离子绕闭合平衡轨道运动一周的过程中（　　） A．运动的方向是顺时针 B．运动的方向是逆时针 C．在磁场中运动的总时间为 D．在磁场中运动的总时间为 2．（2025·福建龙岩·二模）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为 A． B． C． D． 3．（2025·福建莆田·二模）如图，在xOy平面内y≥0区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在处放置一平行于y轴的足够长的挡板。O点处的粒子源在xOy平面第一象限0~90°范围内发射大量质量为m、电荷量为q（q>0）、速度大小相等的粒子，所有粒子恰好都能打在挡板上，并立即被挡板吸收。不计粒子重力和粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子的速度大小为 B．粒子在磁场中运动的最短时间为 C．沿不同方向射出的粒子在磁场中运动的时间可能相同 D．一定会有两个不同方向射出的粒子打在挡板上y=1.5a处 3．（24-25高三下·福建·二模)如图所示，坐标平面的第一、二象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，在第二象限内有平行于轴的足够大的荧光屏，在坐标原点有一粒子源，能沿轴正向不断射出质量为电荷量为的带正电的粒子，粒子的速度大小均为，将粒子从点射出的方向沿逆时针方向旋转，在粒子从点射出的方向与轴夹角在某一范围内逐渐增大的过程中，粒子打在荧光屏上的位置不断沿轴正向向上移。已知荧光屏与轴的距离为，不计粒子的重力，忽略粒子间的相互作用，所有粒子打在荧光屏上的位置离轴最近的距离为______，最远的距离为______，粒子______（填“有”或“不”）可能垂直打在荧光屏上。 4．（2025·福建龙岩·二模）托卡马克装置利用环形磁场约束高温等离子体，结合欧姆加热与辅助加热达到核聚变温度，通过磁流体稳定性控制实现持续聚变反应并释放能量。我国已建造出世界第一台全高温超导托卡马克装置——“洪荒70”，被称为“人造太阳” (1)“洪荒70”装置内部核反应方程为：。已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3。求： ①X粒子是什么粒子？ ②该核反应释放的核能ΔE (2)如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。环状磁场的内、外半径分别为R1、R2，磁场的磁感应强度大小为B，若被束缚的带电粒子比荷为，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。 ①粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度； ②所有粒子不能穿越磁场的最大速度。 二、电磁感应 考点01 法拉第电磁感应定律的运用 1．(24-25高三下·福建·二模)如图所示，间距为的平行光滑长直金属导轨固定放置，导轨平面水平，矩形区域有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，导轨平面离地面的高度为，质量均为电阻均为长度均为的金属棒垂直放在导轨上，在磁场中，在磁场外，给一个水平向右的初速度，两金属棒在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好，两金属棒从导轨端水平抛出后做平抛运动的水平位移之比为金属棒在导轨上运动时没有发生碰撞，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．金属棒进磁场时的加速度大小为 B．金属棒离开轨道做平抛运动的水平位移为 C．整个过程金属棒中产生的焦耳热为 D．金属棒初始位置到的距离至少为 2．（2025·福建厦门·二模）如图甲所示，绝缘水平面上固定有两条足够长的平行光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为。金属棒、垂直导轨放置，电阻均为，质量分别为和。虚线右侧存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场。两金属棒、分别以初速度和同时沿导轨向右运动，先后进入磁场区域。从棒进入磁场区域开始，其电流随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．、棒的初速度满足 B．棒即将进入磁场时，棒在磁场中移动的距离为 C．两棒最终的间隔距离为 D．两棒最终的间隔距离为 3．（2025·福建多地市·二模）如图所示，导体棒、分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上，导轨间距分别为、，导轨电阻不计，所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，、棒的质量分别为，两导体棒总电阻为，棒与导轨间无摩擦，棒与导轨间的动摩擦因数。时刻，给导体棒一个大小为，方向水平向右的恒力作用，时棒刚要滑动，再过一段时间后回路中电流大小为且保持恒定。已知棒距宽导轨足够远，棒所在导轨足够长，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)时，棒中电流的大小和方向； (2)时间内，安培力对棒的冲量大小； (3)电流的大小。 4．（2025·福建莆田·二模）垂直起降是一种可重复使用火箭的技术。如图为具有电磁缓冲功能的火箭模型结构示意图。模型外侧安装有高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面向里、磁感应强度B=4T的匀强磁场。匝数n=10匝、总电阻R=4Ω的闭合矩形线圈abcd固定在主体下部，ab边长L=1m并位于磁场中，主体与线圈总质量m=100kg。假设模型以速度v0=5m/s着地时缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。不计摩擦和空气阻力，g取10m/s2。求： (1)缓冲槽着地时，线圈中ab边感应电流的大小和方向； (2)主体减速下落的加速度大小a=2m/s2时，线圈中的发热功率P； (3)已知缓冲槽停止后，主体下落距离h=0.2m时，速度v1=2m/s，此时主体和缓冲槽未相碰。该过程通过线圈横截面的电荷量q和线圈中产生焦耳热Q。 5．（2025·福建福州·二模）如图所示，两根距离为d=1m的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内，一端接有阻值为R=2Ω的电阻。在y>0的一侧存在垂直纸面的磁场，磁场大小沿x轴均匀分布，沿y轴大小按规律分布。一质量为m=0.05kg、阻值为r=1Ω的金属杆与金属导轨垂直，在导轨上滑动时接触良好。金属杆始终受一大小可调节、方向竖直向上的外力F作用，使它能保持大小为a=2m/s2、方向沿y轴负方向的恒定加速度运动。t=0时刻，金属杆位于y=0处，速度大小为v0=4m/s，方向沿y轴的正方向。设导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求： （1）当金属杆的速度大小为v=2m/s时直杆两端的电压； （2）该回路中感应电流持续的时间； （3）当时间分别为t=3s和t=5s时，外力F的大小； （4）电阻R的最大电功率。 三、交变电流 考点01 远距离输电 1．（2025·福建龙岩·二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为、内阻可忽略不计，定值电阻，小灯泡、的规格均为“6V  6W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时，则（    ） A．比更亮 B．与一样亮 C． R2的电功率比R1的小 D． R2的电功率与R1相等 考点02 正弦交流电 1．（2025·福建福州·二模）在如图所示的电路中，a、b两端接有电压为u＝100sin100πt（V）的交流电源，移动滑动触头P可改变理想变压器原线圈接入电路的匝数，两灯泡L1、L2的电阻和定值电阻R的阻值相同且保持不变．将开关S断开，灯泡L1恰好正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．原线圈输入电压的有效值为100V B．若将P向上移动，L1会变暗 C．若闭合S，L1可能会被烧坏 D．若闭合S，R消耗的电功率是闭合S前的倍 2． (24-25高三下·福建·二模)甲、乙、丙三图中，均为边长为的正方形，图甲中，单匝线框的边是以为圆心的四分之一圆弧；图乙中，单匝线框的边是以为圆心的四分之一圆弧，图丙中，单匝线框是等腰直角三角形。现让甲、乙、丙三图中的线框均绕过边垂直于磁场的轴匀速转动，角速度大小分别为，匀强磁场的磁感应强度大小均为，图甲、乙线框中产生的电动势有效值分别为，则图丙线框中产生的电动势有效值为（　　） A． B． C． D． 考点03 变压器 1．（2025·福建多地市·二模）小明在假期实践活动的过程中，拍了一张变压器铭牌的照片，根据照片信息，下列说法正确的是（　　） A．指的是交流电的峰值 B．“容量”中的“”是能量的单位 C．正常工作时初级线圈电流比次级线圈电流小 D．初级线圈与次级线圈的匝数比约为 2．（2025·福建厦门·二模）如图甲所示，黑光灯利用发出的紫外线引诱蚊虫飞进高压电网来消灭蚊虫，其内部高压电网的工作电路如图乙所示。正弦交流电通过变压器产生高压，已知变压器可视为理想变压器，原线圈匝数为，副线圈匝数为，高压电网相邻极板间瞬时电压不低于1000V时可杀灭蚊虫，则（　　） A．仅减小相邻两极板间的距离，两极板间的电压不变 B．仅减小相邻两极板间的距离，两极板间的电压增大 C．原副线圈匝数比满足 D．原副线圈匝数比满足 3．（2025·福建莆田·二模）如图，电阻不计、匝数为N的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动。理想变压器的原、副线圈匝数之比为1∶2，电流表、电压表均为理想电表。当线圈以角速度ω匀速转动、滑动变阻器的阻值为R时，电压表的示数为U，则（　　） A．电流表的示数为 B．穿过线圈的磁通量的最大值为 C．滑动变阻器滑片向下滑动时，变压器的输入功率减小 D．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时表达式为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$