专题07 电磁感应和交流电（山东专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题7 电磁感应和交变电流 电磁感应 4．（2025·山东济南·二模）如图所示，竖直平面内有一“”形金属线框，边框和足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框长度相等的金属棒从非常靠近的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力，使金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，运动过程中，金属棒始终保持水平，并与金属边框接触良好。金属边框、金属棒均由相同材料、相同粗细的金属导线制成，以金属棒刚开始释放的时刻为时刻，金属棒切割磁感线产生的电动势为，金属边框两端的电压为，金属棒的电热功率为，忽略自感效应。下列图像中对应物理量与时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2025·山东滨州·二模）如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　） A．电源的电动势 B．导体棒的最大速度 C．时间内导体棒的位移大小 D．若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度 7．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 8．（2025·山东名校联盟·二模）如图，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，间距，处在磁感应强度、竖直向上的匀强磁场中。质量、电阻的导体棒长度与导轨间距相等，垂直导轨放置。质量、电阻的导体棒与等长，垂直导轨静止在的右侧某一位置处。现使以初速度向右运动，未发生碰撞。导体棒和导轨接触良好，导轨电阻不计。求： (1)从开始运动到两棒到达稳定状态，导体棒上产生的焦耳热； (2)初始时刻、棒的最小距离。 9．（2025·山东名校·联考）如图所示，两段足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为、；空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量分别为、的导体杆、均垂直导轨放置，接入电路的电阻分别为、，导轨电阻忽略不计；、两杆同时分别以、的初速度向右运动，总在左边窄导轨上运动，总在右边宽导轨上运动，从开始运动到两杆稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．杆加速度与杆的加速度相同 B．稳定时杆的速度为 C．电路中杆上产生的焦耳热为 D．通过导体杆的某一横截面的电荷量为 10．（2025·山东济南·二模）我国首艘电磁弹射航母的海试工作正在紧锣密鼓地进行，利用大电容器快速放电可将磁场中的导体棒电磁弹射出去。如图所示，两根等长的光滑平行金属轨道和水平放置，左端与电容器相连接，右端分别与由绝缘材料制成的粗糙圆弧轨道和平滑连接，轨道间距为，圆弧轨道半径为，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量为、长为的金属棒静止在平行金属轨道上，闭合开关后电容器快速放电，金属棒被水平弹射出去，然后滑上圆弧轨道，运动到与圆心等高的位置时速度减为零并立即被取走，金属棒经过位置时对轨道的压力为自身重力的倍，整个过程中金属棒与轨道接触良好。已知电容器的电容为，重力加速度为，不计金属导轨与金属棒的电阻，求 (1)金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力的功； (2)金属棒被弹射前后电容器电压的差值。 11．（2025·山东日照·二模）如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，窄轨M1N1、M2N2之间的距离L1=1m，光滑的宽轨O1P1、O2P2之间的距离L2=2m。窄轨以垂直于轨道的虚线A1A2为分界线，左侧粗糙，右侧光滑。窄轨左侧通过开关S1连接一电容C=0.02F的电容器（耐压值足够大）。宽轨和窄轨连接处有开关S2，宽轨左侧接有电阻R1=10Ω。质量m=1kg的金属棒ab静止在窄轨上，ab棒到A1A2的距离x=4.5m，与窄轨粗糙部分间的动摩擦因数μ=0.2；质量M=2kg的金属棒cd静止在宽轨上。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小B=10T的匀强磁场中。现闭合S1，断开S2，给ab棒施加一与导轨平行、大小为5N的恒力F，当其运动到A1A2时，撤去F，同时断开S1，闭合S2。窄轨和宽轨足够长，ab始终在窄轨上运动，cd棒始终在宽轨上运动。两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，cd棒连入电路中的电阻R2=20Ω，其余电阻均不计。重力加速度g=10m/s2。求： (1)恒力F的作用时间； (2)cd棒从开始运动到匀速的过程中，通过cd的电荷量； (3)cd棒从开始运动到匀速的过程中，cd棒中产生的焦耳热。 12．（2025·山东济宁·二模）汽车减震器可以有效抑制车辆振动，某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度L0=1m，磁感应强度大小B=1T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置在光滑水平面上，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上（图中小车未画出），线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以v0=5m/s的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为5m/s2 B．ab边从磁场左边界运动到右边界过程中，通过线框某一横截面的电荷量为25C C．ab边从磁场左边界运动到右边界过程中，线框产生的焦耳热为2.25J D．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J 13．（2025·山东菏泽·二模）两组平行光滑金属导轨在同一水平面固定，间距分别为d和2d，分别连接电阻、，M、N到外侧轨道距离相等，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。距磁场左边界d处，一长为2d的均匀导体棒以速度向右运动，导体棒运动到磁场左边界时与两组导轨同时接触，导体棒运动到磁场正中央位置时的速度大小为。导体棒质量为m，阻值为，、的阻值均为R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好。下列描述正确的是（　　） A．导体棒运动到磁场正中央位置时的加速度大小 B．导体棒运动到磁场正中央位置时电阻的热功率 C．导体棒运动到磁场正中央位置过程中通过的电荷量 D．导体棒运动到磁场正中央位置过程中导体棒产生的热量 14．（2025·山东聊城·二模）如图所示，空间中存在一匀强磁场（图中未画出，大小、方向未知）。两条平行金属导轨间距l=1m，与水平面成倾角θ=37°固定，在两导轨上同一高度处各有一绝缘竖直短杆。将质量m=0.5kg的金属棒AB置于短杆处，金属棒与金属导轨间的动摩擦因数µ=0.5。现将两导轨与恒流电源相连接，金属棒中电流大小为I=3A，重力加速度的大小取10m/s2，sin37°=0.6。要使金属棒沿导轨向上以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，则磁感应强度的最小值为（　　） A． B． C．1T D．2T 15．（2025·山东潍坊·二模）如图所示，间距为L的两光滑平行导轨由倾斜部分和水平部分组成，固定在水平地面上，两部分通过光滑圆弧绝缘小段相连接。倾斜轨道和的倾角，间接有电容的电容器，导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B；水平导轨右端串接一阻值为R的电阻，EF和GH间有一竖直向下的矩形磁场区域efgh，磁场宽度，磁感应强度也为B；质量为3m，边长均为L且开口向左的U形金属线框abcd静置在水平轨道上。现将一质量为m的导体棒P（电阻不计）由倾斜导轨上距水平面高处静止释放，导体棒P越过EG后，与U形线框发生碰撞，碰后粘在一起形成一个正方形金属线框，沿水平导轨穿过磁场区域。已知U形线框bc边的阻值为R，其余部分电阻不计，重力加速度大小为g，电容器不会被击穿，则（　　） A．导体棒P沿倾斜导轨做匀加速直线运动，加速度大小为 B．ad边刚进入磁场边界eh时的速度为 C．整个线框穿过磁场的过程中，流过电阻R的电荷量为 D．整个线框穿出磁场后的速度为 17．（2025·山东青岛平度·二模）如图，两固定的足够长平行光滑导轨，由水平段和弧形段在处相切构成，导轨的间距为，区域内存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，间距也为。现将多根长度也为的相同导体棒，依次从弧形轨道上高为的处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放第根棒时，第根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为，电阻均为，重力加速度大小为，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好。则（　　） A．第3根棒刚进入磁场时的加速度大小为 B．第3根棒刚穿出磁场时的速度大小为 C．第根棒刚进入磁场时，第1根棒的热功率为 D．从开始到第根棒刚穿出磁场过程中，回路产生的焦耳热小于 18．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒垂直于导轨放置，接入电路电阻为，定值电阻阻值，电容器的耐压值足够大，初始时不带电，电源的电动势，内阻。将导体棒由静止释放，，取重力加速度。 (1)仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，求此时导体棒的速度大小； (2)仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，求此时导体棒的速度大小； (3)仅闭合开关，求导体棒最终稳定时的速度大小。 19．（24-25·山东菏泽单县二中·二模）如图所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中，质量均为m、电阻分别为R、r的导体棒MN、PQ垂直静止于平行导轨上，与导轨构成矩形闭合回路，某时刻给导体棒MN一个水平向右的瞬时冲量I，不考虑导轨的电阻，则从此时至PQ达到最大速度的过程中，以下说法正确的是（　　） A．导体棒PQ做加速度增大的加速运动 B．通过导体棒MN的电量为 C．两导体棒的相对距离减小量为 D．导体棒MN产生的焦耳热为 20．（2025·山东济南·山师附中二模）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。两导体棒MN、PQ垂直放置在导轨上，已知导体棒MN的电阻为R、长度为d、质量为m，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，质量为2m。0时刻，用水平恒力F向右拉动PQ，此后运动了足够长时间t，运动过程中，两导体棒均未脱离原宽度处的导轨且与导轨保持良好接触。已知导轨足够长且电阻不计，从0时刻到t时刻的过程中，下列说法正确的是（　　） A．回路中始终产生顺时针方向的电流 B．PQ加速度为a时，MN的加速度为2a C．t时刻后两导体棒的速度差恒为 D．通过两导体棒的电量为 21．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图所示，电阻不计且足够长的平行导轨abcd-a'b'c'd'由四部分组成，ab、a'b'部分是半径为R的四分之一竖直圆弧，bc-b'c'、cd-c'd'、d'a-d'a'部分在同一水平面上，bc-b'c'宽2L，cd-c'd'宽L。导轨区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。质量为m、电阻为r、长度为2L的完全相同的金属棒M、N两端套在导轨上，N在d'a-d'a'上静止并锁定。现将M从圆心O等高处a-a'由静止释放，M到达最低点b-b'时对轨道的压力为2mg，并在此刻同时解除对N的锁定。M下落后续始终在bc-b'c'上运动，N始终在cd-c'd'上运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，经过足够长的时间，求∶ (1)M在下滑过程中，N产生的焦耳热QN； (2)M、N最终速度的大小vM、vN。 交变电流 1．（2025·山东名校联盟·二模）如图所示，匝数为100匝、面积为10cm2的交流发电机线圈在磁感应强度为10T的匀强磁场中匀速转动。线圈平面与磁场平行时开始计时，通过一理想自耦变压器对外供电，转动角速度为100rad/s，线圈内阻不计，电压表为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的电动势的瞬时值表达式为 B．电压表V示数为100V C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，流经灯泡的电流变大 D．当自耦变压器滑片P向上滑动时，灯泡变暗 2．（2025·山东名校·联考）图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电阻中的电流方向每分钟变化100次 B．时刻电流表示数为 C．图甲位置感应电动势最小 D．线圈转动的角速度为 3．（2025·山东济宁·二模）某实验小组研究互感现象的装置如图甲所示，M为送电线圈，接正弦式交变电流，N为匝数n=10的受电线圈，其磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈N的最大磁通量为0.002Wb B．线圈N产生的感应电动势的最大值为4V C．在时，线圈N中交变电流的方向不发生变化 D．线圈N产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=4sin2000t（V） 22．（2025·山东九五高中协作体·质监）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（　　） A．在图中时刻线圈平面平行于匀强磁场 B．线圈先后两次转速之比为 C．交流电b的电压有效值为 D．交流电b在时，穿过线圈的磁通量是最大值的一半 23．（2025·山东滨州·二模）我国风力发电近年来发展迅速，已成为全球风电装机容量最大、技术领先的国家之一、某物理兴趣小组制造了模拟风力发电厂输电网络供电的装置，如图所示。风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动，输出交流电，变压后远距离输送给用户。已知发电机线圈面积，匝数匝，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度。升压变压器原副线圈匝数比为，输电线的总电阻，用户用电器可等效为的电阻，电表为理想电表，变压器为理想变压器，其余电阻不计。当发电机转子以某一角速度匀速转动，闭合开关后，电压表的示数为，电流表的示数为。则（    ） A．发电机转子的转速为 B．降压变压器的原副线圈匝数比为 C．用户用电器电阻变小时，电压表示数不变 D．若风速变大，发电机转子转速变为原来的2倍，的功率变为原来的4倍 24．（2025·山东日照·二模）某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻R1并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0，用户端电阻为R2，R2>R0，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．若R1的阻值增大，则用户端电阻R2消耗的功率减小 B．若在用户端再并联一个电阻，则R0上消耗的功率增大 C．若仅将滑片P向上滑动，则电阻R0消耗的功率增大 D．若用户端电阻R2增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 6．（2025·山东聊城·二模）如图所示，某发电机的线圈在竖直向下的匀强磁场中从中性面开始匀速转动，理想电压表接在线圈两端。已知该线圈匝数N=500匝，线圈面积S=0.4m2，转速为n=50r/s，电阻不计，磁感应强度大小。线圈通过阻值R=100Ω的电阻与理想变压器原线圈串联，副线圈连接电阻RL=3Ω的灯泡和最大阻值为5Ω的滑动变阻器R′。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，则（　　） A．电压表的示数为40V B．初始位置线圈产生的感应电动势最大 C．t=0.02s时，穿过线圈平面的磁通量为 D．在调节滑动变阻器滑片的过程中变压器输出的最大功率为2W 25．（2025·山东菏泽·二模）如图所示“家用火灾警报系统”电路中，理想变压器原，副线圈匝数之比为22∶1，原线圈接220V交流电，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当报警器两端的电压超过某值时，报警器将报警。下列说法正确的是（　　） A．电压表V的示数为10V B．出现火情时，电流表A的示数减小 C．出现火情时，定值电阻的功率变大 D．要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动 26．（2025·山东潍坊·二模）如图为可调式理想变压器输电示意图。原线圈连接灯泡，副线圈匝数可通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端按照图示连接了定值电阻、灯泡、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。灯泡的阻值与定值电阻的阻值相同，不考虑灯泡的阻值变化，两灯泡始终发光且工作在额定电压以内。在原线圈上加一电压恒为U的正弦交流电，则（   ） A．保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，一直变亮 B．保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，先变亮后变暗 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变暗，一直变亮 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变亮，先变暗后变亮 27．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的平行导轨相连，导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场。所有电表均为理想电表，不计导体棒、导轨的电阻。导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A．导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数减小 B．导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数增大 C．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 D．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 28．（2025·山东青岛平度·二模）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为2P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为4P 29．（2025·山东枣庄八中·二模）如图所示，一矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，通过电刷与理想变压器相连。已知线框的匝数匝，面积，总电阻，角速度，理想变压器原、副线圈的匝数比为，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，电表均为理想电表，电压表、电流表的示数分别为50V、2A．下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场的磁感应强度 B．匀强磁场的磁感应强度 C．线框转动的角速度增大时，理想变压器的输入功率一定增大 D．处温度升高时，电流表的示数变大，电压表的示数不变 30．（24-25·山东菏泽单县二中·二模）如图所示ab端接入电压恒定的正弦交流电，其中电表均为理想电表，变压器为理想变压器，导线电阻不计。将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中（    ） A．两端电压不变 B．电流表示数减小 C．电压表示数增大 D．消耗的电功率增大 31．（2025·山东济南·山师附中二模）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A．电流表A2示数增大 B．电流表A1示数减小 C．原线圈输入功率增大 D．定值电阻R消耗的功率不变 32．（2025·山东济南·二模）为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比。已知灯泡消耗的功率为，则灯泡消耗的功率为（　　） A． B． C． D． / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题7 电磁感应和交变电流 电磁感应 4．（2025·山东济南·二模）如图所示，竖直平面内有一“”形金属线框，边框和足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框长度相等的金属棒从非常靠近的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力，使金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，运动过程中，金属棒始终保持水平，并与金属边框接触良好。金属边框、金属棒均由相同材料、相同粗细的金属导线制成，以金属棒刚开始释放的时刻为时刻，金属棒切割磁感线产生的电动势为，金属边框两端的电压为，金属棒的电热功率为，忽略自感效应。下列图像中对应物理量与时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】A．题意知金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，设金属棒宽度为L，则 可知E与t成正比，故A正确； B．设单位长度电阻为，则金属边框两端的电压 可知U与t不是正比关系，故B错误； C．对金属棒，根据牛顿第二定律有 可知 因为 联立解得 数学关系可知F随t先非线性增大再非线性减小，故C正确； D．金属棒的电热功率为 数学关系可知P随t先增大后减小，故D错误。 故选AC。 5．（2025·山东滨州·二模）如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　） A．电源的电动势 B．导体棒的最大速度 C．时间内导体棒的位移大小 D．若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度 【答案】ABD 【详解】A．时刻，闭合开关，回路中的电流 对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨进行分析有 解得 故A正确； B．时刻力的大小趋近于0，导体棒速度达到最大值时，回路总的电动势为0，回路中的电流为0，导体棒做匀速直线运动，则有 结合上述解得 故B正确； C．时间内，对导体棒进行分析，根据动量定理有 根据欧姆定律有 其中 解得 故C错误； D．对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨与导体棒构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有 此时回路总电动势为0，则有 结合上述解得 故D正确。 故选ABD。 7．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 【答案】B 【详解】A．当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光，此时 根据， 解得， 电阻上消耗的功率为 故A错误； B．若仅闭合开关，假设灯泡恰好能正常发光，则 根据 解得 根据A选项分析此时 则满足 所以假设成立，故B正确； C．若均断开，根据变压器原理可知，副线圈两端电压不为零，所以电压表的示数不为零，故C错误； D．由于，若均闭合时原线圈的电流为3A，则电阻R分到的电压为3 × 16.5V = 49.5V > U= 20V，这是不可能的，故D错误。 故选B。 8．（2025·山东名校联盟·二模）如图，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，间距，处在磁感应强度、竖直向上的匀强磁场中。质量、电阻的导体棒长度与导轨间距相等，垂直导轨放置。质量、电阻的导体棒与等长，垂直导轨静止在的右侧某一位置处。现使以初速度向右运动，未发生碰撞。导体棒和导轨接触良好，导轨电阻不计。求： (1)从开始运动到两棒到达稳定状态，导体棒上产生的焦耳热； (2)初始时刻、棒的最小距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）导体棒与导体棒组成的系统满足动量守恒，则有 解得 根据能量守恒可得 解得 则导体棒上产生的焦耳热为 解得 （2）对导体棒应用动量定理得 又 联立解得 则初始时刻、棒的最小距离为。 9．（2025·山东名校·联考）如图所示，两段足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为、；空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量分别为、的导体杆、均垂直导轨放置，接入电路的电阻分别为、，导轨电阻忽略不计；、两杆同时分别以、的初速度向右运动，总在左边窄导轨上运动，总在右边宽导轨上运动，从开始运动到两杆稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．杆加速度与杆的加速度相同 B．稳定时杆的速度为 C．电路中杆上产生的焦耳热为 D．通过导体杆的某一横截面的电荷量为 【答案】BD 【详解】A．感应电流大小相等，根据牛顿第二定律有， 可知，加速度大小相等，根据右手定则可知，从上往下看，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，a受到的安培力方向向右，b受到的安培力方向向左，安培力方向相反，则加速度方向相反，可知，杆加速度与杆的加速度不相同，故A错误； B．稳定时，感应电流为0，回路总的感应电动势为0，则有 对a杆，根据动量定理有 对b杆，根据动量定理有 解得， 故B正确； D．根据电流的定义式有 结合上述解得 故D正确； C．回路产生的总的焦耳热 电路中杆上产生的焦耳热 解得 故C错误。 故选BD。 10．（2025·山东济南·二模）我国首艘电磁弹射航母的海试工作正在紧锣密鼓地进行，利用大电容器快速放电可将磁场中的导体棒电磁弹射出去。如图所示，两根等长的光滑平行金属轨道和水平放置，左端与电容器相连接，右端分别与由绝缘材料制成的粗糙圆弧轨道和平滑连接，轨道间距为，圆弧轨道半径为，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量为、长为的金属棒静止在平行金属轨道上，闭合开关后电容器快速放电，金属棒被水平弹射出去，然后滑上圆弧轨道，运动到与圆心等高的位置时速度减为零并立即被取走，金属棒经过位置时对轨道的压力为自身重力的倍，整个过程中金属棒与轨道接触良好。已知电容器的电容为，重力加速度为，不计金属导轨与金属棒的电阻，求 (1)金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力的功； (2)金属棒被弹射前后电容器电压的差值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）金属棒刚到达圆弧轨道时，对金属棒受力分析可得 解得 从圆弧轨道最低点到圆心更高面，对金属棒由动能定理可得 解得 （2）对金属棒，从静止到进入圆弧轨道，由动量定理可得 又， 联立可得 11．（2025·山东日照·二模）如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，窄轨M1N1、M2N2之间的距离L1=1m，光滑的宽轨O1P1、O2P2之间的距离L2=2m。窄轨以垂直于轨道的虚线A1A2为分界线，左侧粗糙，右侧光滑。窄轨左侧通过开关S1连接一电容C=0.02F的电容器（耐压值足够大）。宽轨和窄轨连接处有开关S2，宽轨左侧接有电阻R1=10Ω。质量m=1kg的金属棒ab静止在窄轨上，ab棒到A1A2的距离x=4.5m，与窄轨粗糙部分间的动摩擦因数μ=0.2；质量M=2kg的金属棒cd静止在宽轨上。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小B=10T的匀强磁场中。现闭合S1，断开S2，给ab棒施加一与导轨平行、大小为5N的恒力F，当其运动到A1A2时，撤去F，同时断开S1，闭合S2。窄轨和宽轨足够长，ab始终在窄轨上运动，cd棒始终在宽轨上运动。两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，cd棒连入电路中的电阻R2=20Ω，其余电阻均不计。重力加速度g=10m/s2。求： (1)恒力F的作用时间； (2)cd棒从开始运动到匀速的过程中，通过cd的电荷量； (3)cd棒从开始运动到匀速的过程中，cd棒中产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3)1J =【详解】（1）先闭合电键S1，断开电键S2，金属棒ab在拉力作用下从静止开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得： 解得： 根据 解得： （2）当金属棒ab运动到A1A2处时，其速度为， 此时撤去恒力F，同时断开电键S1，闭合电键S2，金属棒ab在安培力作用下向右减速，金属棒cd在安培力作用下向右加速，最终都做匀速运动，金属棒ab、cd的速度分别为、，在此过程中，根据动量定理可得： 对金属棒ab： 对金属棒cd： 对整个闭合电路： 解得： 对金属棒cd： 解得： （3）金属棒cd在向右加速的过程中，系统所产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律可得 则金属棒cd产生的焦耳热 12．（2025·山东济宁·二模）汽车减震器可以有效抑制车辆振动，某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度L0=1m，磁感应强度大小B=1T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置在光滑水平面上，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上（图中小车未画出），线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以v0=5m/s的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为5m/s2 B．ab边从磁场左边界运动到右边界过程中，通过线框某一横截面的电荷量为25C C．ab边从磁场左边界运动到右边界过程中，线框产生的焦耳热为2.25J D．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J 【答案】AC 【详解】A．线框刚进入磁场左边界时，根据牛顿第二定律有 又， 联立解得 故A正确； B．根据 又，， 联立解得 故B错误； C．设ab边刚到右边界时速度为，根据动量定理有 又 联立可得 解得 根据能量守恒可得ab边从磁场左边界运动到右边界过程中，线框产生的焦耳热为 故C正确； D．ab边从磁场右边界出来后压缩弹簧，通过线圈框的磁通量不变，故线圈中不产生感应电流，根据能量守恒定律，可知线框的动能全部转化为弹簧的弹性势能，则弹簧获得的最大弹性势能 故D错误。 故选AC。 13．（2025·山东菏泽·二模）两组平行光滑金属导轨在同一水平面固定，间距分别为d和2d，分别连接电阻、，M、N到外侧轨道距离相等，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。距磁场左边界d处，一长为2d的均匀导体棒以速度向右运动，导体棒运动到磁场左边界时与两组导轨同时接触，导体棒运动到磁场正中央位置时的速度大小为。导体棒质量为m，阻值为，、的阻值均为R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好。下列描述正确的是（　　） A．导体棒运动到磁场正中央位置时的加速度大小 B．导体棒运动到磁场正中央位置时电阻的热功率 C．导体棒运动到磁场正中央位置过程中通过的电荷量 D．导体棒运动到磁场正中央位置过程中导体棒产生的热量 【答案】AD 【详解】A．导体棒运动到磁场正中央位置时的感应电动势 总电阻 导体棒在磁场部分的电流受安培力 加速度大小 选项A正确； B．导体棒运动到磁场正中央位置时通过电阻两端的电压 电阻的热功率 选项B错误； C．导体棒运动到磁场正中央位置过程中对导体 通过的电荷量 选项C错误； D．导体棒运动到磁场正中央位置过程中产生的总热量 且 导体棒产生的热量 可知 选项D正确。 故选AD。 14．（2025·山东聊城·二模）如图所示，空间中存在一匀强磁场（图中未画出，大小、方向未知）。两条平行金属导轨间距l=1m，与水平面成倾角θ=37°固定，在两导轨上同一高度处各有一绝缘竖直短杆。将质量m=0.5kg的金属棒AB置于短杆处，金属棒与金属导轨间的动摩擦因数µ=0.5。现将两导轨与恒流电源相连接，金属棒中电流大小为I=3A，重力加速度的大小取10m/s2，sin37°=0.6。要使金属棒沿导轨向上以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，则磁感应强度的最小值为（　　） A． B． C．1T D．2T 【答案】A 【详解】对金属棒受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律可得，， 联立可得 由此可知 所以 故选A。 15．（2025·山东潍坊·二模）如图所示，间距为L的两光滑平行导轨由倾斜部分和水平部分组成，固定在水平地面上，两部分通过光滑圆弧绝缘小段相连接。倾斜轨道和的倾角，间接有电容的电容器，导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B；水平导轨右端串接一阻值为R的电阻，EF和GH间有一竖直向下的矩形磁场区域efgh，磁场宽度，磁感应强度也为B；质量为3m，边长均为L且开口向左的U形金属线框abcd静置在水平轨道上。现将一质量为m的导体棒P（电阻不计）由倾斜导轨上距水平面高处静止释放，导体棒P越过EG后，与U形线框发生碰撞，碰后粘在一起形成一个正方形金属线框，沿水平导轨穿过磁场区域。已知U形线框bc边的阻值为R，其余部分电阻不计，重力加速度大小为g，电容器不会被击穿，则（　　） A．导体棒P沿倾斜导轨做匀加速直线运动，加速度大小为 B．ad边刚进入磁场边界eh时的速度为 C．整个线框穿过磁场的过程中，流过电阻R的电荷量为 D．整个线框穿出磁场后的速度为 【答案】AD 【详解】A．对导体棒P在下滑过程中受力分析有，，， 联立解得 故A正确； B．导体棒在倾斜导轨上做匀加速直线运动，则 导体棒P越过EG后，与U形线框发生碰撞，则 碰后粘在一起形成一个正方形金属线框，线框从bc边进入磁场边界eh到ad边刚进入磁场边界eh，根据动量定理可得， 联立可得 故B错误； D．ad边刚进入磁场边界eh到整个线框穿出磁场的过程，根据动量定理可得， 联立可得 故D正确； C．由于bc边切割磁感线时，电流不经过电阻R，当ad边切割磁感线时，电阻R与bc并联，所以整个线框穿过磁场的过程中，流过电阻R的电荷量为 故C错误。 故选AD。 17．（2025·山东青岛平度·二模）如图，两固定的足够长平行光滑导轨，由水平段和弧形段在处相切构成，导轨的间距为，区域内存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，间距也为。现将多根长度也为的相同导体棒，依次从弧形轨道上高为的处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放第根棒时，第根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为，电阻均为，重力加速度大小为，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好。则（　　） A．第3根棒刚进入磁场时的加速度大小为 B．第3根棒刚穿出磁场时的速度大小为 C．第根棒刚进入磁场时，第1根棒的热功率为 D．从开始到第根棒刚穿出磁场过程中，回路产生的焦耳热小于 【答案】BC 【详解】A．第3根棒刚进入磁场时速度为，由动能定理可知 可得棒产生的感应电动势为 此时第1、2根棒并联，电阻为，第3根棒等效于电源，电路中总电阻为 联立解得电路中电流为 由牛顿第二定律 解得故A错误； B． 由A项分析可知，第三根棒穿过磁场时回路中的总电阻为 根据 可得 流过第三根棒的电量为 第三根杆穿过磁场的过程，由动量定理可得 解得 故B正确； C．第n根棒刚进入磁场时，前根棒并联电阻为 电路总电阻为 电路总电流 第一根棒中电流 解得 第1根棒的热功率为 故C正确； D．根据前面分析知 则第2根杆穿过磁场的过程 故通过导体棒的电量为 设第2根杆穿越磁场后获得的速度为v，对于第2根杆穿越磁场的过程应用动量定理又因为联立可得若所有金属杆离开磁场时的速度都与第2根杆离开磁场时速度相同，则回路产生的焦耳热为本题中各个金属杆离开磁场的速度不同，离开磁场的速度越来越小，故从释放第1根棒到第n根棒刚穿出磁场的过程中，回路产生的焦耳热大于，因为 故回路产生的焦耳热大于 ，故D错误。 故选BC。 18．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒垂直于导轨放置，接入电路电阻为，定值电阻阻值，电容器的耐压值足够大，初始时不带电，电源的电动势，内阻。将导体棒由静止释放，，取重力加速度。 (1)仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，求此时导体棒的速度大小； (2)仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，求此时导体棒的速度大小； (3)仅闭合开关，求导体棒最终稳定时的速度大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，则整个回路产生的总焦耳热为 根据能量守恒可得 解得此时导体棒的速度大小为 （2）仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，对导体棒由动量定理可得 其中 联立解得此时导体棒的速度大小为 （3）仅闭合开关，导体棒最终稳定时，有 回路总电动势为 感应电流为 联立解得 19．（24-25·山东菏泽单县二中·二模）如图所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中，质量均为m、电阻分别为R、r的导体棒MN、PQ垂直静止于平行导轨上，与导轨构成矩形闭合回路，某时刻给导体棒MN一个水平向右的瞬时冲量I，不考虑导轨的电阻，则从此时至PQ达到最大速度的过程中，以下说法正确的是（　　） A．导体棒PQ做加速度增大的加速运动 B．通过导体棒MN的电量为 C．两导体棒的相对距离减小量为 D．导体棒MN产生的焦耳热为 【答案】C 【详解】A．依题意，当两导体棒速度相等时，导体棒PQ速度达最大，该过程中，导体棒PQ受到的安培力水平向右，根据 联立可得式中为两导体棒在运动过程中的速度差，由于逐渐减小，根据牛顿第二定律可得所以可知做导体棒PQ做加速度逐渐减小的加速运动，直到PQ到达最大速度后，两导体棒一起做匀速直线运动，故A错误； B．对导体棒MN，设其开始运动时的初速度大小为，两导体棒到达共速时速度大小为，据动量定理可得 对两导体棒，根据动量守恒定律有 联立可求得，通过导体棒MN的电量为故B错误； C．根据 联立可求得，两导体棒的相对距离减小量为 故C正确； D．从开始运动到两导体棒达到共速时，根据能量守恒定律有 联立，求得导体棒MN产生的焦耳热为 故D错误。 故选C。 20．（2025·山东济南·山师附中二模）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。两导体棒MN、PQ垂直放置在导轨上，已知导体棒MN的电阻为R、长度为d、质量为m，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，质量为2m。0时刻，用水平恒力F向右拉动PQ，此后运动了足够长时间t，运动过程中，两导体棒均未脱离原宽度处的导轨且与导轨保持良好接触。已知导轨足够长且电阻不计，从0时刻到t时刻的过程中，下列说法正确的是（　　） A．回路中始终产生顺时针方向的电流 B．PQ加速度为a时，MN的加速度为2a C．t时刻后两导体棒的速度差恒为 D．通过两导体棒的电量为 【答案】ACD 【详解】A．设导体棒PQ和MN的速度分别为和，加速度分别为和，产生的感应电动势分别为和，0时刻回路中的电流为零，导体棒MN的加速度为0，导体棒PQ有向右的加速度，此后两棒均向右加速，但 所以 又， 所以 根据左手定则可知，回路中总的感应电动势等于两棒产生的感应电动势之差，所以回路中总的感应电动势方向与导体棒PQ产生的感应电动势方向相同，导体棒PQ产生的感应电动势方向为，所以回路中的电流沿顺时针方向，回路中的电流 导体棒PQ和MN的加速度分别为， 随着时间推移，越来越大，回路中的感应电流越来越大，减小增大，经过足够长的时间后，两棒的加速度相等，此后保持不变，两棒匀加速运动下去，所以从0时刻到t时刻的过程中，回路中始终产生顺时针方向的电流，故A正确； B．在两棒的加速度达到相等之前，减小增大，两棒的加速度大小并不是恒定的倍数关系，故B错误； C．t时刻后 解得 又 解得 故C正确； D．通过两导体棒的电量为，根据动量定理，对导体棒PQ和MN分别有 又， 联立得 故D正确。 故选ACD。 21．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图所示，电阻不计且足够长的平行导轨abcd-a'b'c'd'由四部分组成，ab、a'b'部分是半径为R的四分之一竖直圆弧，bc-b'c'、cd-c'd'、d'a-d'a'部分在同一水平面上，bc-b'c'宽2L，cd-c'd'宽L。导轨区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。质量为m、电阻为r、长度为2L的完全相同的金属棒M、N两端套在导轨上，N在d'a-d'a'上静止并锁定。现将M从圆心O等高处a-a'由静止释放，M到达最低点b-b'时对轨道的压力为2mg，并在此刻同时解除对N的锁定。M下落后续始终在bc-b'c'上运动，N始终在cd-c'd'上运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，经过足够长的时间，求∶ (1)M在下滑过程中，N产生的焦耳热QN； (2)M、N最终速度的大小vM、vN。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）设到达时速度为，由牛顿第二定律有 因为 解得从到，依能量守恒 因为 联立解得 （2）到达时，解除锁定，减速，加速，最后二者分别做匀速运动。产生的电动势大小相等，切割磁感线的有效长度为，则有 对减速过程，依动量定理，以右为正，有对加速过程，所受安培力的平行导轨分量为合外力，依动量定理，以右为正，有 联立解得， 交变电流 1．（2025·山东名校联盟·二模）如图所示，匝数为100匝、面积为10cm2的交流发电机线圈在磁感应强度为10T的匀强磁场中匀速转动。线圈平面与磁场平行时开始计时，通过一理想自耦变压器对外供电，转动角速度为100rad/s，线圈内阻不计，电压表为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的电动势的瞬时值表达式为 B．电压表V示数为100V C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，流经灯泡的电流变大 D．当自耦变压器滑片P向上滑动时，灯泡变暗 【答案】D 【详解】AB．线圈产生的电动势最大值为 线圈与磁场平行时开始计时，故表达式为 电压表V示数为有效值，即 故AB错误； C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，由于原线圈输入电压不变，变压器原、副线圈匝数均不变，则副线圈输出电压不变，即灯泡两端电压不变，根据欧姆定律可知，流经灯泡的电流不变，故C错误； D．当自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据可知，副线圈输出电压减小，即灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故D正确。 故选D。 2．（2025·山东名校·联考）图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电阻中的电流方向每分钟变化100次 B．时刻电流表示数为 C．图甲位置感应电动势最小 D．线圈转动的角速度为 【答案】B 【详解】A．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，则电阻R中的电流方向每分钟变化6000次，故A错误； B．电流表示数为 故B正确； C．图示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．线圈转动的角速度为 故D错误。 故选B。 3．（2025·山东济宁·二模）某实验小组研究互感现象的装置如图甲所示，M为送电线圈，接正弦式交变电流，N为匝数n=10的受电线圈，其磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈N的最大磁通量为0.002Wb B．线圈N产生的感应电动势的最大值为4V C．在时，线圈N中交变电流的方向不发生变化 D．线圈N产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=4sin2000t（V） 【答案】BC 【详解】A．由题图乙可知，穿过受电线圈N的最大磁通量为 故A错误； B．穿过受电线圈N的磁通量的变化周期，则有 故线圈N产生的感应电动势的最大值为 故B正确； C．在时，磁通量为零，视为垂直于中性面位置，所以线圈N中交变电流的方向不发生变化，故C正确； D．在时，穿过受电线圈的磁通量最小，感应电动势最大，故受电线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 故D错误。 故选BC。 22．（2025·山东九五高中协作体·质监）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（　　） A．在图中时刻线圈平面平行于匀强磁场 B．线圈先后两次转速之比为 C．交流电b的电压有效值为 D．交流电b在时，穿过线圈的磁通量是最大值的一半 【答案】D 【详解】A．在图中时刻，两个正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值均为零，此时线圈都在中性面位置，即线圈与磁场方向垂直，故A错误； B．由图可得两个正弦式交变电流的周期分别为， 根据，可知线圈先后两次转速之比为 故B错误； C．根据 可得 由题图可知，交流电a的电压最大值为 则交流电b的电压最大值为交流电b的电压有效值为 故C错误； D．由题图可知，时刻，交流电b从中性面开始计时，则对应磁通量随时间的关系式为 当时，可得 可知此时穿过线圈的磁通量是最大值的一半，故D正确。 故选D。 23．（2025·山东滨州·二模）我国风力发电近年来发展迅速，已成为全球风电装机容量最大、技术领先的国家之一、某物理兴趣小组制造了模拟风力发电厂输电网络供电的装置，如图所示。风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动，输出交流电，变压后远距离输送给用户。已知发电机线圈面积，匝数匝，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度。升压变压器原副线圈匝数比为，输电线的总电阻，用户用电器可等效为的电阻，电表为理想电表，变压器为理想变压器，其余电阻不计。当发电机转子以某一角速度匀速转动，闭合开关后，电压表的示数为，电流表的示数为。则（    ） A．发电机转子的转速为 B．降压变压器的原副线圈匝数比为 C．用户用电器电阻变小时，电压表示数不变 D．若风速变大，发电机转子转速变为原来的2倍，的功率变为原来的4倍 【答案】CD 【详解】A．升压器输入端电压有效值 题意知升压器输出端电压有效值 根据 代入题中数据，联立解得发电机转子的转速 故A错误； B．题意可知通过电阻的电流为，设降压器副线圈电流为，根据能量守恒可知联立解得 对降压器有 联立解得降压变压器的原副线圈匝数比 故B错误； C．因为 可知由于不变，故不变，即用户用电器电阻变小时，电压表示数不变，故C正确； D．结合A选项分析，由能量守恒有 因为，， 联立整理得 可知发电机转子转速n变为原来的2倍，增大两倍，则增大两倍，根据 可知的功率变为原来的4倍，故D正确。 故选CD。 24．（2025·山东日照·二模）某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻R1并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0，用户端电阻为R2，R2>R0，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．若R1的阻值增大，则用户端电阻R2消耗的功率减小 B．若在用户端再并联一个电阻，则R0上消耗的功率增大 C．若仅将滑片P向上滑动，则电阻R0消耗的功率增大 D．若用户端电阻R2增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 【答案】BC 【详解】A．若R1的阻值增大，但是ab端的输入电压不变，升压变压器次级电压恒定不变，则用户端电阻R2消耗的功率不变，选项A错误； B．将降压变压器以及R2等效为 则若在用户端再并联一个电阻，等效于R2减小，R等减小，通过R0的电流变大，则R0上消耗的功率增大，选项B正确； C．若仅将滑片P向上滑动，则n4变大，则减小，则通过R0的电流变大，电阻R0消耗的功率增大，选项C正确； D．将R0等效为电动势为U2的电源的内阻，R等为外电阻，则当R0=R等时R2的功率最大；因开始时R2>R0， n3>n4，则R等>R0，若用户端电阻R2增大，R等远离R0的值，则用户端消耗的功率会一直减小，选项D错误。 故选BC。 6．（2025·山东聊城·二模）如图所示，某发电机的线圈在竖直向下的匀强磁场中从中性面开始匀速转动，理想电压表接在线圈两端。已知该线圈匝数N=500匝，线圈面积S=0.4m2，转速为n=50r/s，电阻不计，磁感应强度大小。线圈通过阻值R=100Ω的电阻与理想变压器原线圈串联，副线圈连接电阻RL=3Ω的灯泡和最大阻值为5Ω的滑动变阻器R′。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，则（　　） A．电压表的示数为40V B．初始位置线圈产生的感应电动势最大 C．t=0.02s时，穿过线圈平面的磁通量为 D．在调节滑动变阻器滑片的过程中变压器输出的最大功率为2W 【答案】D 【详解】A．线圈转动产生的感应电动势最大值为 所以电压表测感应电动势的有效值，示数为 故A错误； B．初始位置时穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以线圈产生的感应电动势为零，故B错误； C．线圈转动的周期为 由于线圈从中性面开始转动并计时，所以t=0.02s时线圈和中性面重合，此时线圈的磁通量为最大值，最大为 故C错误； D．根据等效电源法，设新电源的电动势为E′，新电源的内阻为r，则 对原线圈回路有 根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可得， 联立可得 则， 当时，新电源的输出功率最大，即变压器的输出功率达到最大，且最大值为故D正确。 故选D。 25．（2025·山东菏泽·二模）如图所示“家用火灾警报系统”电路中，理想变压器原，副线圈匝数之比为22∶1，原线圈接220V交流电，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当报警器两端的电压超过某值时，报警器将报警。下列说法正确的是（　　） A．电压表V的示数为10V B．出现火情时，电流表A的示数减小 C．出现火情时，定值电阻的功率变大 D．要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动 【答案】CD 【详解】A．由于具有一定的电压，所以原线圈输入电压满足，根据可知副线圈输出电压满足则电压表V的示数小于10V，故A错误； BC．出现火情时，阻值减小，则副线圈负载总电阻减小，将变压器和副线圈负载看成一等效电阻，则等效电阻减小，根据可知原线圈电流增大，则定值电阻的功率变大；根据可知副线圈电流增大，则电流表A的示数增大，故B错误，C正确； D．将的滑片P向上移动，接入电路阻值减小，副线圈电路的总电阻变小，由BC选项分析可知，原线圈电流增大，定值电阻两端电压增大，原线圈输入电压减小，根据可知副线圈输出电压减小，由于接入电路阻值减小，则报警器两端的电压减小；为了使报警器两端的电压回到报警时的工作电压，应使半导体热敏电阻阻值减小，即对应的临界温度升高，故D正确。 故选CD。 26．（2025·山东潍坊·二模）如图为可调式理想变压器输电示意图。原线圈连接灯泡，副线圈匝数可通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端按照图示连接了定值电阻、灯泡、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。灯泡的阻值与定值电阻的阻值相同，不考虑灯泡的阻值变化，两灯泡始终发光且工作在额定电压以内。在原线圈上加一电压恒为U的正弦交流电，则（   ） A．保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，一直变亮 B．保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，先变亮后变暗 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变暗，一直变亮 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变亮，先变暗后变亮 【答案】A 【详解】AB．根据题意可知副线圈的总电阻为 化简得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系，变压器与副线圈电阻可等效为电阻 则等效电阻先增大后减小，对原线圈电路由欧姆定律有 理想变压器电流关系由上述分析可知先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据欧姆定律 变压器电压关系由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过的电流为则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中增大；在副线圈的电压减小过程中，通过的电流为，逐渐增大，则越来越小，则根据电流关系 可知一直变亮，A正确，B错误； CD．根据等效电阻关系，有 可知保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，增大，故等效电阻变小，根据欧姆定律 可知增大，故一直变亮； 由等效电源法有 即当时，副线圈的电压最大，灯泡最亮，题中并没给出原副线圈匝数以及滑动变阻器的阻值，故无法判断的亮暗变化，C错误，D错误。 故选A。 27．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的平行导轨相连，导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场。所有电表均为理想电表，不计导体棒、导轨的电阻。导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A．导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数减小 B．导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数增大 C．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 D．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 【答案】C 【详解】AB．导体棒匀速运动时，感应电动势稳定，理想变压器原线圈回路产生恒定的电流，由楞次定律知，理想变压器副线圈回路不产生感应电流，滑动触头下移，电流表示数不发生变化，故AB错误； C．导体棒匀加速运动时，速度均匀增大，产生的感应电动势均匀增 由题意知，电压表示数等于感应电动势的大小，即示数均匀增大，故C正确； D．由上述分析可知，理想变压器原线圈回路电流均匀增大，穿过闭合铁芯的磁通量均匀增大，副线圈产生稳定的感应电动势，副线圈回路产生稳定的感应电流，电压表示数为副线圈回路的路端电压将保持不变，故D错误； 故选C。 28．（2025·山东青岛平度·二模）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为2P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为4P 【答案】AC 【详解】A．等效电路图如图所示 设降压变压器的原副线圈匝数比为k:1，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为 故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C正确； B．若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流R0消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流 R0消耗的功率，故D错误。 故选AC。 29．（2025·山东枣庄八中·二模）如图所示，一矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，通过电刷与理想变压器相连。已知线框的匝数匝，面积，总电阻，角速度，理想变压器原、副线圈的匝数比为，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，电表均为理想电表，电压表、电流表的示数分别为50V、2A．下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场的磁感应强度 B．匀强磁场的磁感应强度 C．线框转动的角速度增大时，理想变压器的输入功率一定增大 D．处温度升高时，电流表的示数变大，电压表的示数不变 【答案】AC 【详解】AB．设变压器原线圈电压电流分别为、，副线圈电压、电流为、 由题易知， 则根据原副线圈电流与匝数的关系 解得 对原线圈和发电机电路 解得，故B错误，A正确； C．将变压器进行等效，等效电路如图所示 只增大线框转动的角速度，则线框产生的电动势增大 等效电阻保持不变 其中等效电阻 整个闭合回路的总电流 所以总电流I增大，等效电阻的功率为 根据表达式可以知增大，因此副线圈的总功率增大，那么理想变压器的输入端的功率必然增大，故C正确； D．处温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据变压器等效，则整个回路的总电阻减小那么通过矩形线框的电流增大则矩形线圈上的电压增大，那么电压表的电压将减小，即电流表示数变大，电压表示数变小，故D错误。 故选AC。 30．（24-25·山东菏泽单县二中·二模）如图所示ab端接入电压恒定的正弦交流电，其中电表均为理想电表，变压器为理想变压器，导线电阻不计。将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中（    ） A．两端电压不变 B．电流表示数减小 C．电压表示数增大 D．消耗的电功率增大 【答案】D 【详解】将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中，可知滑动变阻器接入电阻阻值减小，则副线圈总电阻减小，把变压器和副线圈全部负载看成一个等效电阻，则等效电阻减小，根据欧姆定律可得可知原线圈电流增大，则两端电压增大，原线圈输入电压减小，根据，可知副线圈输出电压减小，副线圈电流增大；则两端电压减小，电流表示数增大；由于通过的电流减小，则通过的电流增大，消耗的电功率增大；由于两端电压增大，则两端电压减小，即电压表示数减小。 故选D。 31．（2025·山东济南·山师附中二模）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A．电流表A2示数增大 B．电流表A1示数减小 C．原线圈输入功率增大 D．定值电阻R消耗的功率不变 【答案】BD 【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，则副线圈的输出电压恒定，变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，副线圈所接的电阻值逐渐增大，即副线圈总电阻增大，由欧姆定律 可知副线圈电流减小，根据 可知减小，故A错误，B正确； C．原线圈输入功率 由于不变、增大，可知原线圈输入功率减小，故C错误； D．定值电阻R消耗的功率 由于不变，则定值电阻R消耗的功率不变，故D正确。 故选BD。 32．（2025·山东济南·二模）为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比。已知灯泡消耗的功率为，则灯泡消耗的功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】令低压交流电源的有效值为，图甲中灯泡消耗的功率 图乙中升压变压器的输出电压 将降压变压器与灯泡等效为一个电阻，则等效电阻为 等效电阻消耗功率等于灯泡消耗的功率，则有 结合上述解得 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$