第57讲 电磁感应中的新情境问题（专项训练）（湖南专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第57讲 电磁感应中的新情境问题 目录 01 课标达标练 题型01 电磁感应联系生活、生产实际问题 题型02 电磁感应联系科技前沿实际问题 02 核心突破练 03 真题溯源练 01电磁感应联系生活、生产实际问题 1.（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 2.（2025·贵州黔东南·一模）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，匀强磁场的磁感应强度大小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，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度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。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 B．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为 C．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J D．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J 3.目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（　　） A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势 B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化 C．线圈A中输入的恒定电流越大，线圈B中感应电动势越大 D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大 4.目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，如图所示.工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作.下列说法正确的是（　　） A．汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减少 B．汽车离开线圈B时，回路电流将减少 C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高 5．（2025·陕西渭南·一模）国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为，该机水平飞过天安门时的速度为860km/h，则有（　　） A．机翼北面端点电势最高 B．机翼南面端点电势最高 C．机翼两端的电势差约为0.51V D．机翼两端的电势差约为0.14V 6.（2025·广东省茂名市高三一模）图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同 B. 当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为 C. 若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布 D. 当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为 7.（2025·江苏·一模）电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻： (1)判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E； (2)求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。 02电磁感应联系科技前沿实际问题 8.（2025·广东深圳·一模）下面是一种电动汽车能量回收系统简化结构图。行驶过程，电动机驱动车轮转动。制动过程，电动机用作发电机给电池充电，进行能量回收，这种方式叫“再生制动”。某电动汽车4个车轮都采用轮毂电机驱动，轮毂电机内由固定在转子上的强磁铁形成方向交替的等宽辐向磁场，可视为线圈处于方向交替的匀强磁场中，磁感应强度大小为。正方形线圈固定在定子上，边长与磁场宽度相等均为，每组线圈匝数均为，每个轮毂上有组线圈，4个车轮上的线圈串联后通过换向器（未画出）与动力电池连接。已知某次开始制动时线圈相对磁场速率为，回路总电阻为，下列说法正确的有（　   ） A．行驶过程，断开，闭合 B．制动过程，断开，闭合 C．开始制动时，全部线圈产生的总电动势为 D．开始制动时，每组线圈受到的安培力为 9.（2025·河南郑州·模拟预测）电磁飞机弹射系统可以使战机在很短的距离内加速后获得需要的起飞速度，其简化结构如图所示。虚线MN的右侧存在一方向垂直于纸面向里的磁场，一边长为l的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，单匝线框质量为m，单位长度的电阻为r，ab边在虚线MN左侧且紧靠虚线MN。现让磁场的磁感应强度随时间t按照的规律变化，则下列说法正确的是（　　） A．线框中产生的感应电流大小不变 B．线框离开磁场时的动能小于安培力对线框做的功 C．线框穿出磁场过程中，磁通量的变化量大小为Bl2 D．线框在t=0时刻的加速度与线框的匝数无关 10.（2025·浙江绍兴·三模）磁悬浮列车是一种使用磁力使得列车悬浮起来移动的交通工具，由于悬浮行驶时不与地面接触，故可减小摩擦力，以便获得较高的行驶速度。如图1所示，科学家利用EDS系统来产生悬浮，列车在导槽内行驶，车厢的两侧有电磁铁，而导槽两侧则有“8”字形的线圈，当车辆两侧的电磁铁（左侧极、右侧S极）通过“8”字形线圈时会在线圈上感应出电流，感应电流产生的磁场又与电磁铁产生排斥及吸引作用，形成一个向上的磁力使得列车悬浮起来。某时刻车厢的左边电磁铁靠近“8”字形线圈产生图2中方向所示的感应电流，则关于电磁铁与线圈的相对位置说法正确的是（　　） A．电磁铁中心与线圈中心等高 B．电磁铁中心高于线圈中心 C．电磁铁中心低于线圈中心 D．电磁铁中心高于或等于线圈中心 11.（2025·江苏·模拟预测）电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（    ） A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B．时发射线圈中的感应电动势最大 C．时驱动线圈的自感电动势最大 D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动 12.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A． B． C． D． 13（2025·江苏南通·模拟预测）据报道，中国第三艘航母福建舰首次进行海试。该舰首次采用电磁弹射器技术，如图所示为电磁弹射装置的等效电路图（俯视图）。两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入电容为的C超级电容器，阻值为R的导体棒MN静止于导轨上。先给电容器充电（电荷量为Q），闭合开关S后，弹射时电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过棒MN，在强磁场作用下加速。棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（　　） A．超级电容器相当电源，放电时两端电压不变 B．在电容器放电过程中，电容器的电容不断减小 C．通过导体棒电流的最大值为 D．导体棒速度最大时所受的安培力也最大 1.（2025·广东汕头·二模）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 2.如图所示，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是（    ） A．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电 B．阻尼器最终将机械能转化为内能 C．风速越大，导体板中磁通量变化率越小 D．阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象 3.（2025·广东·三模）为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A．线圈bc段受到向右的安培力 B．同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C．线圈ab段中电流方向为由b到a D．若磁场反向，则装置起不到缓冲作用 4.（2025·河北承德·二模）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，硬币进入另一个通道拒绝接收。下列说法不正确的是（　　） A．磁场能使硬币的速度增大得更慢 B．如果没有磁场，则测速器示数会更小一些 C．硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力 D．由于磁场的作用，硬币的机械能减小 5.（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 6.（2025·北京西城·二模）一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　） A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果 7.（2025·云南·一模）电磁刹车系统具有刹车迅速、安全可靠、结构简单等特点，如图所示是电磁刹车系统的示意简图。在平行的水平轨道上等间距分布有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，有磁场与无磁场区域的宽度均为d。金属线圈固定在机车底部，线圈的宽为d、长为L、匝数为N、电阻为R。当质量为m的机车（含线圈）以速度无动力进入该区域时，金属线圈中产生感应电流并与磁场作用形成制动效应，不计摩擦阻力，忽略机车车身通过磁场区域时产生涡流的影响，则（　　） A．金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热相等 B．机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为 C．金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等 D．机车的制动距离为 8.电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图(a)所示，虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为L的正方形n匝导线框abcd放在光滑水平面上，质量为m，单位长度电阻为R0，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处。从t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是(　 ) A．t＝0时导线框中的电流为 B．导线框穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量为 C．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 D．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 9。中国最新型歼-35隐身舰载战斗机的着陆测试，进行舰载机弹射试验。着陆系统采用全新的电磁阻拦技术，简化原理如图，在磁感应强度为竖直向下的匀强磁场中，两根不计电阻的平行金属轨道固定在水平面内，相距为间接有阻值为的电阻。长为，质量为、阻值为的金属导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好，质量为的飞机以水平速度迅速钩住与导体棒连接的阻拦索，阻拦索是绝缘材料，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度，飞机和金属棒整体滑行一段距离后停下来。若空气阻力与飞机速度成正比，即，忽略轨道摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．飞机钩住金属棒瞬间，飞机损失的动能为 B．飞机钩住金属棒后，经过，速度大小变为 C． D．整个回路感应电流产生的焦耳热为 10.（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 11.（2025·北京西城·一模）如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。 (1)开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t； (2)开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a； (3)求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2. 12.（2025·浙江·模拟预测）随着社会的发展，新能源汽车已经成为我们日常生活中非常普遍的交通工具之一。电机系统是新能源汽车核心技术之一，当前新能源汽车主要使用的电机包括永磁同步电机和交流感应电机（如图1）。交流感应电动机就是利用电磁驱动工作的，其原理是利用配置的三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动，就这样，电动机把电能转化成机械能。其原理类似于如图2所示的高中教材中的演示实验。为方便理解图1中交流感应电动的工作原理，我们将其简化等效为如图3所示的模型（俯视图），其中单匝线圈处于辐向磁场中，所处的磁感应强度相同，大小均为，两无磁场区域夹角均为，已知导线框的边长均为为，线框总电阻为。两边质量均为为，在磁场中转动时，受到的阻力均为，其中比例系数为线速度，其余两边质量和所受阻力不计，无磁场区域一切阻力忽略不计。现让磁场以恒定角速度顺时针转动，线框初始静止锁定，时刻解锁如图3所示的正方形导线框，导线框由静止开始转动。 (1)判断时刻，线框中的电流方向（用字母表示）； (2)求线框稳定转动时的角速度、及线框中电流的有效值； (3)系统稳定转动后某时刻磁场停止转动，求边还能转过的最大路程。 13.如图所示，甲图是游乐场的“空中摩托”设备示意图，为了缩短项目收尾时的制动时间，某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型、平行光滑金属导轨AG和DE、GC和EF的间距均为L，与水平面夹角均为θ，在最低点G、E平滑连接且对称固定于水平地面上，导轨的两端AD、CF间均接有阻值为R的电阻，在导轨的NMGE和GEKJ两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界MN和JK的离地高度均为h。现将“空中摩托”简化为电阻为r，质量为m，长为L的导体棒QT，它垂直导轨由离地为H的高度处从静止释放，若导体棒QT第一次到达GE时速度大小为v，第一次到达JK时速度恰好为0，假设整个过程QT均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计空气阻力和摩擦，重力加速度为g，求： （1）导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压大小； （2）导体棒QT从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量； （3）导体棒QT从静止释放后到它第一次到达JK的时间。 1.（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 2.（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 3.（2025·浙江·高考真题）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． 4．（2025·甘肃·高考真题）在自动化装配车间，常采用电磁驱动的机械臂系统，如图，ab、cd为两条足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨置于磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨上有与之垂直并接触良好的金属机械臂1和2，质量均为m，电阻均为R。导轨左侧接有电容为C的电容器。初始时刻，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，运动过程中两机械臂不发生碰撞。系统达到稳定状态后，电流为零，两机械臂速度相同。 (1)求初始时刻机械臂1的感应电动势大小和感应电流方向； (2)系统达到稳定状态前，若机械臂1和2中的电流分别为和，写出两机械臂各自所受安培力的大小；若电容器两端电压为U，写出电容器电荷量的表达式； (3)稳系统达到稳定状态后两机械臂的速度。若要两机械臂不相撞，二者在初始时刻的间距至少为多少？ 5.（2025·河北·高考真题）某电磁助推装置设计如图，超级电容器经调控系统为电路提供1000A的恒定电流，水平固定的平行长直导轨处于垂直水平面的匀强磁场中，a可视为始终垂直导轨的导体棒，b为表面绝缘的无人机。初始时a静止于MM′处，b静止于a右侧某处。现将开关S接1端，a与b正碰后锁定并一起运动，损失动能全部储存为弹性势能。当a运行至NN′时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F，导轨间距为0.5m，磁感应强度大小为1T，MM′到NN′的距离为5m，a、b质量分别为2kg、8kg，a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终接触良好，不计导轨电阻、摩擦和储能耗损，忽略电流对磁场的影响。 （1）若分离后某时刻a的速度大小为10m/s，求此时通过a的电流大小。 （2）忽略a、b所受空气阻力，当a与b的初始间距为1.25m时，求b分离后的速度大小，分析其是否为b能够获得的最大速度；并求a运动过程中电容器的电压减小量。 （3）忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f = kv2（k = 0.025N·s2/m2），初始位置与（2）问一致，试估算a运行至NN′时。a分离前的速度大小能否达到（2）问中分离前速度的99%，并给出结论。（0.992 = 0.980l） 6.（2024·福建·高考真题）拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　） A．0 B．kπR2 C．2kπr2 D．2kπR2 7．（2024·湖南·高考真题）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过的速度为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 8.（2024·甘肃·高考真题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 【答案】B 9.（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 10.（2023·重庆·高考真题）某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（　　）    A． B． C． D． 11.（2023·湖北·高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（    ）      A． B． C． D． 12.（2024·浙江·高考真题）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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第57讲 电磁感应中的新情境问题 目录 01 课标达标练 题型01 电磁感应联系生活、生产实际问题 题型02 电磁感应联系科技前沿实际问题 02 核心突破练 03 真题溯源练 01电磁感应联系生活、生产实际问题 1.（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。 2.（2025·贵州黔东南·一模）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，匀强磁场的磁感应强度大小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，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度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。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 B．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为 C．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J 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】BC 【详解】AB．线框刚进入磁场左边界时，有，，， 解得小车的加速度大小 故A错误，B正确； CD．设ab边穿过磁场右边界时的速度大小为，由动量定理有， ab边从磁场右边界出来后压缩弹簧，则弹簧获得的最大弹性势能 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 3.目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（　　） A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势 B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化 C．线圈A中输入的恒定电流越大，线圈B中感应电动势越大 D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大 【答案】D 【解析】根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律常数 则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律 线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。故选D 4.目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，如图所示.工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作.下列说法正确的是（　　） A．汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减少 B．汽车离开线圈B时，回路电流将减少 C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高 【答案】D 【解析】汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大线圈对电流的阻碍作用增强，，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端得电压将减小，AC错误；汽车远离线圈时，线圈对电流的阻碍作用减弱，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端得电压将增大，D正确，B错误。 5．（2025·陕西渭南·一模）国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为，该机水平飞过天安门时的速度为860km/h，则有（　　） A．机翼北面端点电势最高 B．机翼南面端点电势最高 C．机翼两端的电势差约为0.51V D．机翼两端的电势差约为0.14V 【答案】BD 【详解】AB．根据地球磁场方向判断，北京地区磁场的竖直分量方向为竖直向下，飞机在水平自东向西飞过天安门上空，可看作为该机的机翼做导体切割磁感线运动，根据右手定则，可以判断感应电流方向由北向南，则南面端点的电势较高。故A错误，B正确； CD．该机两翼端的电势差 故C错误，D正确。 故选BD。 6.（2025·广东省茂名市高三一模）图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同 B. 当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为 C. 若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布 D. 当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为 【答案】C 【详解】 当金属条经过磁场区域时，根据电磁阻尼知识可知，金属条受到的安培力方向与运动方向相反，A项错误；当电压表的读数为U时，有 得传送带的速度大小为 即若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布，B项错误，C项正确；当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为 又，联立得，D项错 7.（2025·江苏·一模）电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻： (1)判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E； (2)求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。 【答案】(1)方向， (2)， 【详解】（1）由右手定则得ab中的电流方向； 感应电动势大小为 （2）由闭合电路欧姆定律 解得储能装置两端的电压 根据 解得金属框的输出电功率 02电磁感应联系科技前沿实际问题 8.（2025·广东深圳·一模）下面是一种电动汽车能量回收系统简化结构图。行驶过程，电动机驱动车轮转动。制动过程，电动机用作发电机给电池充电，进行能量回收，这种方式叫“再生制动”。某电动汽车4个车轮都采用轮毂电机驱动，轮毂电机内由固定在转子上的强磁铁形成方向交替的等宽辐向磁场，可视为线圈处于方向交替的匀强磁场中，磁感应强度大小为。正方形线圈固定在定子上，边长与磁场宽度相等均为，每组线圈匝数均为，每个轮毂上有组线圈，4个车轮上的线圈串联后通过换向器（未画出）与动力电池连接。已知某次开始制动时线圈相对磁场速率为，回路总电阻为，下列说法正确的有（　   ） A．行驶过程，断开，闭合 B．制动过程，断开，闭合 C．开始制动时，全部线圈产生的总电动势为 D．开始制动时，每组线圈受到的安培力为 【答案】BC 【详解】AB．行驶过程，电动机驱动车轮转动，则闭合，断开；制动过程，电动机用作发电机给电池充电，则断开，闭合，故A错误，B正确； C．由图可知，线圈左右两边同时切割磁感线，4个车轮上的线圈串联，则开始制动时，全部线圈产生的总电动势为 故C正确； D．开始制动时，回路中的电流为 线圈左右两边的安培力同向，则每组线圈受到的安培力为 故D错误； 故选BC。 9.（2025·河南郑州·模拟预测）电磁飞机弹射系统可以使战机在很短的距离内加速后获得需要的起飞速度，其简化结构如图所示。虚线MN的右侧存在一方向垂直于纸面向里的磁场，一边长为l的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，单匝线框质量为m，单位长度的电阻为r，ab边在虚线MN左侧且紧靠虚线MN。现让磁场的磁感应强度随时间t按照的规律变化，则下列说法正确的是（　　） A．线框中产生的感应电流大小不变 B．线框离开磁场时的动能小于安培力对线框做的功 C．线框穿出磁场过程中，磁通量的变化量大小为Bl2 D．线框在t=0时刻的加速度与线框的匝数无关 【答案】D 【详解】A．由楞次定律可知，线框向左运动，线框在磁场中的面积逐渐减小，且产生反向的电动势，故其感应电流发生改变，故A 错误； B．由动能定理可知，安培力对线框做的功就等于线框动能的变化量，由于线框初始状态的动能为零，故安培力做的功等于线框离开磁场时的动能，故B错误； C．线框运动前磁通量为 穿出磁场后，磁通量为0，则磁通量变化量为 故C错误； D．n匝线框在t=0时刻产生的感应电动势为 n匝线框的总电阻为R=4nlr 总质量为nm，线框中的感应电流为 线框受到的安培力为 则有F=nma 解得 与匝数n无关，故D正确。 故选D。 10.（2025·浙江绍兴·三模）磁悬浮列车是一种使用磁力使得列车悬浮起来移动的交通工具，由于悬浮行驶时不与地面接触，故可减小摩擦力，以便获得较高的行驶速度。如图1所示，科学家利用EDS系统来产生悬浮，列车在导槽内行驶，车厢的两侧有电磁铁，而导槽两侧则有“8”字形的线圈，当车辆两侧的电磁铁（左侧极、右侧S极）通过“8”字形线圈时会在线圈上感应出电流，感应电流产生的磁场又与电磁铁产生排斥及吸引作用，形成一个向上的磁力使得列车悬浮起来。某时刻车厢的左边电磁铁靠近“8”字形线圈产生图2中方向所示的感应电流，则关于电磁铁与线圈的相对位置说法正确的是（　　） A．电磁铁中心与线圈中心等高 B．电磁铁中心高于线圈中心 C．电磁铁中心低于线圈中心 D．电磁铁中心高于或等于线圈中心 【答案】C 【详解】从图2中感应电流的方向可判断，此时线圈产生的磁场对电磁铁具有“拉回”或“托举”作用（即使电磁铁向上回复到线圈中心位置）。根据楞次定律，如感应电流方向如图所示，则说明电磁铁此刻低于线圈中心，线圈对电磁铁的合力指向上方，使电磁铁趋于回到中心位置。 故选C。 11.（2025·江苏·模拟预测）电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（    ） A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B．时发射线圈中的感应电动势最大 C．时驱动线圈的自感电动势最大 D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动 【答案】B 【详解】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，结合题图乙可知，驱动线圈的电流增大，通过发射线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，故A错误； B．时驱动线圈的电流变化率最大，则此时通过发射线圈的磁通量变化得最快，发射线圈中的感应电动势最大，故B正确。 C．同理时驱动线圈的电流变化率最大，此时发射线圈的磁通量变化得最快，驱动线圈的自感电动势最大，故C错误； D．根据楞次定律可知对调电源的正负极后，发射线圈仍然向右运动，故D错误。 故选B。 12.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。 A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作用而很快停下来，故A正确； B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B错误； C．板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C错误； D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 13（2025·江苏南通·模拟预测）据报道，中国第三艘航母福建舰首次进行海试。该舰首次采用电磁弹射器技术，如图所示为电磁弹射装置的等效电路图（俯视图）。两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入电容为的C超级电容器，阻值为R的导体棒MN静止于导轨上。先给电容器充电（电荷量为Q），闭合开关S后，弹射时电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过棒MN，在强磁场作用下加速。棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（　　） A．超级电容器相当电源，放电时两端电压不变 B．在电容器放电过程中，电容器的电容不断减小 C．通过导体棒电流的最大值为 D．导体棒速度最大时所受的安培力也最大 【答案】C 【详解】B．超级电容器的电容是由电容器的内部结构决定的，与充电放电无关，电容器的电容不变，故B错误； A．超级电容器相当电源，根据知，放电时Q减小，两端电压减小，故A错误； C．根据题意可知，刚闭合开关时，导体棒未运动，此时反电动势为零，电容器电压最大，则通过导体棒电流的最大，最大值为 又有 则通过导体棒电流的最大值为 故C正确； D．MN在运动过程中为非纯电阻电路，MN上的电流瞬时值为 当 时，MN上电流瞬时为零，此时安培力为零，MN速度最大，故D错误。 故选C。 1.（2025·广东汕头·二模）如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 【答案】AC 【详解】ACD．若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理，故AC正确，D错误； B．图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。 故选AC。 2.如图所示，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是（    ） A．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电 B．阻尼器最终将机械能转化为内能 C．风速越大，导体板中磁通量变化率越小 D．阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象 【答案】B 【详解】AD．阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，故AD错误； B．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为焦耳热，故B正确； C．风速越大，质量块摆动越快，则导体板中磁通量变化率越大，故C错误。 故选B。 3.（2025·广东·三模）为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A．线圈bc段受到向右的安培力 B．同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C．线圈ab段中电流方向为由b到a D．若磁场反向，则装置起不到缓冲作用 【答案】BC 【详解】AB．缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则，感应电流方向为c到b，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确； CD．感应电流方向为c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，C正确，D错误； 故选BC。 4.（2025·河北承德·二模）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，硬币进入另一个通道拒绝接收。下列说法不正确的是（　　） A．磁场能使硬币的速度增大得更慢 B．如果没有磁场，则测速器示数会更小一些 C．硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力 D．由于磁场的作用，硬币的机械能减小 【答案】B 【详解】ABC．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大得更慢，如果没有磁场，则测速器示数会更大一些，故AC正确，不满足题意要求，B错误，满足题意要求； D．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 5.（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。 6.（2025·北京西城·二模）一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　） A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果 【答案】B 【详解】A．断开S瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，由楞次定律可知线圈B中感应电流的磁场方向向下，选项A错误； B．若线圈B的两端不闭合，则断开开关时线圈B中不会产生感应电流，从而铁芯不会吸引衔铁D，则会对延时效果产生影响，选项B正确； CD．改变线圈B的缠绕方向或者调换电源的正负极，断开开关时线圈B中都会产生感应电流，从而铁芯会吸引衔铁D，不会对延时效果产生影响，选项CD错误。 故选B。 7.（2025·云南·一模）电磁刹车系统具有刹车迅速、安全可靠、结构简单等特点，如图所示是电磁刹车系统的示意简图。在平行的水平轨道上等间距分布有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，有磁场与无磁场区域的宽度均为d。金属线圈固定在机车底部，线圈的宽为d、长为L、匝数为N、电阻为R。当质量为m的机车（含线圈）以速度无动力进入该区域时，金属线圈中产生感应电流并与磁场作用形成制动效应，不计摩擦阻力，忽略机车车身通过磁场区域时产生涡流的影响，则（　　） A．金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热相等 B．机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为 C．金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等 D．机车的制动距离为 【答案】BC 【详解】A．线圈经过每个磁场时通过线圈的电荷量为 即通过每个磁场时通过线圈的电荷量相等，根据 Q=EIt=Eq 随机车速度的减小，线圈经过每个磁场时产生的感应电动势减小，则金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热逐渐减小，选项A错误； B．机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为 选项B正确； C．金属线圈穿过每个磁场区域过程中根据动量定理 而 金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等，选项C正确； D．金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量 机车的制动距离为 选项D错误。 故选BC。 8.电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图(a)所示，虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为L的正方形n匝导线框abcd放在光滑水平面上，质量为m，单位长度电阻为R0，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处。从t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是(　 ) A．t＝0时导线框中的电流为 B．导线框穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量为 C．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 D．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 【答案】AB 【解析】　t＝0时导线框中的感应电动势E＝nL2＝nkL2，导线框总电阻R＝4nLR0，导线框中的电流I＝＝，故A正确；穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量q＝t＝n＝，故B正确；搭载M后，对框和M整体由动能定理得W＝ΔEk＝(M＋m)v2，故C、D错误。 9。中国最新型歼-35隐身舰载战斗机的着陆测试，进行舰载机弹射试验。着陆系统采用全新的电磁阻拦技术，简化原理如图，在磁感应强度为竖直向下的匀强磁场中，两根不计电阻的平行金属轨道固定在水平面内，相距为间接有阻值为的电阻。长为，质量为、阻值为的金属导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好，质量为的飞机以水平速度迅速钩住与导体棒连接的阻拦索，阻拦索是绝缘材料，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度，飞机和金属棒整体滑行一段距离后停下来。若空气阻力与飞机速度成正比，即，忽略轨道摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．飞机钩住金属棒瞬间，飞机损失的动能为 B．飞机钩住金属棒后，经过，速度大小变为 C． D．整个回路感应电流产生的焦耳热为 【答案】AB 【详解】A．飞机钩住导体棒的过程，系统动量守恒，则有 所以它们获得共同速度为 所以飞机损失的动能为 故A正确； B．飞机钩住金属棒后二者整体一起减速，由动量定理得 其中，， 联立得 所以二者速度随位移均匀减小，已知时，，则时， 故B正确； C．当时，得到整个过程中运动的距离为 故C错误； D．由能量守恒可知，飞机的动能一部分转化为勾住金属棒时形变的内能，一部分转化为与空气摩擦生热，另一部分才转化为感应电流产生的焦耳热，故D错误。 故选AB。 10.（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。 11.（2025·北京西城·一模）如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。 (1)开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t； (2)开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a； (3)求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2. 【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）开关S接1后，导体棒受到安培力的大小 根据牛顿第二定律有 得 导体棒做匀加速直线运动的时间 得 （2）开关S接2后，当导体棒速度为0.5v时，导体棒的感应电动势 回路中的感应电流 导体棒受到的安培力 根据牛顿第二定律，导体棒加速度的大小 （3）开关S接1后，导体棒产生的焦耳热 开关S接2后，电路产生的焦耳热 其中导体棒产生的焦耳热 12.（2025·浙江·模拟预测）随着社会的发展，新能源汽车已经成为我们日常生活中非常普遍的交通工具之一。电机系统是新能源汽车核心技术之一，当前新能源汽车主要使用的电机包括永磁同步电机和交流感应电机（如图1）。交流感应电动机就是利用电磁驱动工作的，其原理是利用配置的三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动，就这样，电动机把电能转化成机械能。其原理类似于如图2所示的高中教材中的演示实验。为方便理解图1中交流感应电动的工作原理，我们将其简化等效为如图3所示的模型（俯视图），其中单匝线圈处于辐向磁场中，所处的磁感应强度相同，大小均为，两无磁场区域夹角均为，已知导线框的边长均为为，线框总电阻为。两边质量均为为，在磁场中转动时，受到的阻力均为，其中比例系数为线速度，其余两边质量和所受阻力不计，无磁场区域一切阻力忽略不计。现让磁场以恒定角速度顺时针转动，线框初始静止锁定，时刻解锁如图3所示的正方形导线框，导线框由静止开始转动。 (1)判断时刻，线框中的电流方向（用字母表示）； (2)求线框稳定转动时的角速度、及线框中电流的有效值； (3)系统稳定转动后某时刻磁场停止转动，求边还能转过的最大路程。 【答案】(1)电流方向为 (2)， (3) 【详解】（1）由右手切割定则可知电流方向为。 （2）以边为研究对象，当线框稳定转动时， 即，其中 可得则 由，得 根据电流有效值定义可得 （3）把手停止后，线框由于惯性继续转动切割磁感线。由动量定理可得 即， 代入数据可得 结合空缺区域磁场 13.如图所示，甲图是游乐场的“空中摩托”设备示意图，为了缩短项目收尾时的制动时间，某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型、平行光滑金属导轨AG和DE、GC和EF的间距均为L，与水平面夹角均为θ，在最低点G、E平滑连接且对称固定于水平地面上，导轨的两端AD、CF间均接有阻值为R的电阻，在导轨的NMGE和GEKJ两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界MN和JK的离地高度均为h。现将“空中摩托”简化为电阻为r，质量为m，长为L的导体棒QT，它垂直导轨由离地为H的高度处从静止释放，若导体棒QT第一次到达GE时速度大小为v，第一次到达JK时速度恰好为0，假设整个过程QT均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计空气阻力和摩擦，重力加速度为g，求： （1）导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压大小； （2）导体棒QT从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量； （3）导体棒QT从静止释放后到它第一次到达JK的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）导体棒QT从静止释放到第一次经过MN的过程，由机械能守恒定律得 解得 导体棒QT第一次经过MN时产生的感应电动势为 导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压为 （2）由于电磁感应产生电流，从而使QT的重力势能mgH全部转化为焦耳热，考虑到电路结构，故QT上的发热量为 （3）下滑阶段，由动量定理得 上滑阶段，由动量定理得 又 q1是下滑阶段通过QT的电荷量，q2是上滑阶段通过QT的电荷量。根据 知 q1=q2 所以解得 1.（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 【答案】B 【详解】当钢制线圈与电容器组连通时，钢制线圈中产生迅速增大的电流，线圈中产生迅速增强的磁场。根据楞次定律，可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故铜环中的感应电流与钢制线圈中的电流方向相反。为阻碍铜环中磁通量变化，铜环上感应的电流与钢制线圈的电流大小几乎相等。因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩。ACD错误，B正确。 故选B。 2.（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 【答案】BC 【详解】A．顺时针而，则镜头向左运动，加速度方向向左，A错误； B．顺时针而，则镜头向下运动，加速度方向向下，B正确； C．若的方向左偏上，说明镜头向上运动以及向左运动拉伸弹簧，且向左运动的分速度大于向上运动的分速度，可知顺时针逆时针，由可知，C正确； D．若的方向右偏上，说明镜头向上运动以及向右运动，且向右运动的分速度大于向上运动的分速度，可知逆时针逆时针，D错误。 故选BC。 3.（2025·浙江·高考真题）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。 4．（2025·甘肃·高考真题）在自动化装配车间，常采用电磁驱动的机械臂系统，如图，ab、cd为两条足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨置于磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨上有与之垂直并接触良好的金属机械臂1和2，质量均为m，电阻均为R。导轨左侧接有电容为C的电容器。初始时刻，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，运动过程中两机械臂不发生碰撞。系统达到稳定状态后，电流为零，两机械臂速度相同。 (1)求初始时刻机械臂1的感应电动势大小和感应电流方向； (2)系统达到稳定状态前，若机械臂1和2中的电流分别为和，写出两机械臂各自所受安培力的大小；若电容器两端电压为U，写出电容器电荷量的表达式； (3)稳系统达到稳定状态后两机械臂的速度。若要两机械臂不相撞，二者在初始时刻的间距至少为多少？ 【答案】(1)，沿机械臂1向上 (2)，， (3)，方向向右； 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，初始时刻机械臂1的感应电动势大小为 由右手定则可知感应电流方向沿机械臂1向上。 （2）在达到稳定前，两机械臂电流分别为和，两机械臂安培力的大小分别为， 设电容器所带电荷量为Q，则 （3）达到稳定时，两机械臂的速度相同，产生的感应电动势与电容器的电压相等，回路中没有电流结合（2）问的分析可知此时， 同时 可得两机械臂的速度为 方向向右 结合（2）问分析，在任意时刻有 即 对该式两边取全过程时间的累计有 其中，, 即 从开始到最终稳定的过程中，对机械臂1和机械臂2分别根据动量定理有 ， 即， 可得 联立解得稳定时的速度和两棒间初始距离的最小值为 5.（2025·河北·高考真题）某电磁助推装置设计如图，超级电容器经调控系统为电路提供1000A的恒定电流，水平固定的平行长直导轨处于垂直水平面的匀强磁场中，a可视为始终垂直导轨的导体棒，b为表面绝缘的无人机。初始时a静止于MM′处，b静止于a右侧某处。现将开关S接1端，a与b正碰后锁定并一起运动，损失动能全部储存为弹性势能。当a运行至NN′时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F，导轨间距为0.5m，磁感应强度大小为1T，MM′到NN′的距离为5m，a、b质量分别为2kg、8kg，a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终接触良好，不计导轨电阻、摩擦和储能耗损，忽略电流对磁场的影响。 （1）若分离后某时刻a的速度大小为10m/s，求此时通过a的电流大小。 （2）忽略a、b所受空气阻力，当a与b的初始间距为1.25m时，求b分离后的速度大小，分析其是否为b能够获得的最大速度；并求a运动过程中电容器的电压减小量。 （3）忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f = kv2（k = 0.025N·s2/m2），初始位置与（2）问一致，试估算a运行至NN′时。a分离前的速度大小能否达到（2）问中分离前速度的99%，并给出结论。（0.992 = 0.980l） 【答案】（1）500A （2）vb1 = 25m/s，能，ΔU = 40V （3）能 【解析】 【小问1详解】 分离后a切割磁感线有E = BLv 则通过a电流 解得I = 500A 【小问2详解】 由于超级电容器经调控系统为电路提供I0 = 1000A的恒定电流，则当a与b的初始间距为1.25m时a与b碰撞前的速度为 a与b碰撞时根据动量守恒和能量守恒有mava = (ma＋mb)v共， a与b整体从MM′到NN′的过程中有 a与b分离时根据动量守恒和能量守恒有(ma＋mb)v共1 = mava1＋mbvb1， 联立解得vb1 = 25m/s 由于a和ab组合体均做匀变速直线运动，分别有， 则电容器流出的电荷量有Δq = I0(t1＋t2) a运动过程中电容器的电压减小量 【小问3详解】 b所受f = kv2(k = 0.025N·s2/m2）的空气阻力后，a与b整体从MM′到NN′的过程中有(BI0L－kv2) = (ma＋mb)a， 求解出 则 a分离前的速度大小能达到（2）问中分离前速度的99% 6.（2024·福建·高考真题）拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　） A．0 B．kπR2 C．2kπr2 D．2kπR2 【答案】C 【详解】由题意可知，铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝（n = 2）线圈串联的闭合回路，穿过回路的磁场有效面积为 根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小为 故选C。 7．（2024·湖南·高考真题）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过的速度为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 【答案】CD 【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E = BLv， 金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有     则 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则 设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B错误； C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。 故选CD。 8.（2024·甘肃·高考真题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 【答案】B 【详解】AB．当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A错误，B正确； CD．若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，CD错误。 故选B。 9.（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。 10.（2023·重庆·高考真题）某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（　　）    A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 11.（2023·湖北·高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（    ）      A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知 故选B。 12.（2024·浙江·高考真题）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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $