专题16 电磁感应-【创新大课堂系列】高三物理全国名校名卷168优化重组卷

由于甲在Ⅳ区做匀速直线运动，则甲所在位置的电场强度： 为零. 有E甲=at-kx=wt-kvpot-=0, 解得一品，当甲运动时间至x=处时， 乙在N区x=(x-△x)处， 在x=x0处有E甲=wt一kxo=0, 在x=(x一△x)处有E之=t一k(x。一△x), 又F=qE, 联立解得F=器△a 答案（1元2)号L(8)F=器a 专题16电磁感应 1.C2.D3.B4.B5.C6.B7.D8.BD9.AC 10.AD11.BC 12.解析(1)根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流！ 入，指针往右偏：由图乙可知，螺线管中的感应电流方向为逆 时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖： 直向上，条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直 向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞 次定律可知穿过线圈的原磁通量减少，所以条形磁铁可能向： 上拔出线圈，C正确； (2)合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明B线！ 圈中磁通量增加时，灵敏电流计指针左偏；现在要使灵敏电· 流计的指针向右偏转，因此穿过B线圈的磁通量应孩减小， 由图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减！ 小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据 楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈！ B中的感应电流方向相反，灵敏电流计的指针会向右偏，故滑动！ 变阻器的滑片应向右滑动： (3)根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍引起 感应电流的磁通量的变化. 答案(1)C(2)右(3)阻碍引起感应电流的磁通量的 变化 13.解析(1)若先断开开关S,或先拆去电流表或先拆去电阻： R,由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L: 中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电 表损坏，所以实验完毕应先断开开关S; (2)断开开关前，通过线圈的电流为1.5A,则由闭合电路欧： 母定律得：E=I(R,十R),解得R,=22, 断开开关后，通过线圈的最大电流为1,5A,断开开关前通： 过灯泡的电流为了三是，解得广=1A,所以灯泡闪亮二下 后逐渐变暗. :16 答案(1)B(2)①2②闪亮后慢慢熄灭 14.解析（1)由机械能守恒定律得 mgh=m, 解得U=√2gh, 根据牛顿第二定律有 Fs-mg=mr 203 解得F=mg+2mg驰 r 根据牛顿第三定律可知，导体棒刚到达圆孤导轨底端时对轨 道的压力大小为 F'-F -mg+2mgh r (2)根据能量守恒定律，回路产生的总热量 Q=mgh, 电阻R上产生的焦耳热为 联主解得Q.=号msh (3)整个过程中，通过导体棒的电荷量 q=T△ 以向右为正方向，根据动量定理可得 -BIL·△t=0-mU 根据法拉第电磁感应定律 E=△=BLz △t △t 根据闭合电路的欧姆定律可得通过R的电流 1-E 联立解得导体棒在水平轨道上向右移动的距离 3mR√2gh x= 2BL' 答案1)mg+2n(2)号mgh(3)2mR r 2B2L2 解析(1)根据法拉第电磁感应定律，得感应电动势为 E=BLv, 根据闭合电路欧姆定律，得感应电流为 E 1一R中r 金属棒受到的安培力为 F安=BIL, 金属棒做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得 F=mgsin 0-BIL, 代入数据解得v=4m/s. (2)金属棒运动过程，由能量守恒定律得 1 Fs=mgs·sin9十zmw+Q, 电阻R产生的热量为 0.R0 代入数据解得QR=1.28J 答案(1)4m/s(2)1.28J 解析(1)由线圈匀速运动，对线圈列平衡方程 mgsin9=BIL,又I=BL R' 解得u,=mgRsin 0 B'L (2)线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入 第7个有磁场区的过程，重力做功 W。=12 mgLsin8, 对此过程列动能定理 w。-Q=m- 1 m(51)2, 14 解得Q=12 mgsin9L+m'Rgsin (3)线圈ab边刚进入第1有磁场区到线圈ab边刚进入第7： 个有磁场区过程列动量定理 mgtsin9-I安=mu1-5m, 线圈进入磁场过程所受安培力的冲量 1=BLA,又1=兴 解得1=BL R 线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入第7！ 个有磁场区的过程安培力的冲量 1*=12BL 解得t=12BL 4mR mgRsin 0 BL. 答案。 (1)= mgRsin (2)Q=12mgsin 0 (L B'L m'R'gsin (3)=12BL_4mR B'L mgRsin 0 B2L 专题17交流电 1.B2.D3.D4.B5.A6.D7.C8.BC9.BC 10.BC11.BD 12.解析(1)屏上每出现一次尖峰，就代表经过了一个周期， 1分钟内屏上出现了31个向上的尖峰，表明周期为T=】 31一s=2s,手摇发电机线圈转动的平均角速度为0=2祭15 60 T =2经rad/s=元rad/s: (2)只有线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电流才！ 是标准的正孩式电流，手摇发电机的磁场是由条形磁铁产生！ 的，所以不是匀强磁场；由于是手摇转动，转速难以保证： 恒定 (3)根据乙图可知，交流电的有效值为T=0.4s,故角速度为： 。一票-ad/s=5πads,此电流的醉时值表达式为i= 0.2sin5t(A),交流电的有效值为I=会=0：2A=0.14A. √2√2 答案(1)π(2)转子不是在均匀磁场中转动：或手转动发： 电机的转速不均匀 (3)i=0.2sin5πt(A)0.14A 13.解析(1)根据题图可知电流表的分度值为5mA,故读数为！ 200mA:学生电源的输出功率P1=12×200×103W=! 2.4W. (2)低压输电时电阻箱消耗的功率为P2=6×200×103W! 6 =1.2W,电阻箱的接入的电阻为R=200X10一0=300， 高压输电时，电阻箱消耗的功率为P?=30×20×103×20· X10v=-0.012,可得货-品=10，即经压给电时 电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍. (3)A示数为125mA时，学生电源的输出功率P,=12×! 125×103W=1.5W,高压输电时学生电源的输出功率比低： 压输电时减少了△P=P1-P1=2.4W-1.5W=0.9W. 答案(1)2002.4(2)100(3)0.9 204 解析(1)根据题意可知，αb转动时的线速度为 U=0r1 则ab产生的感应电动势 E1=BLv=BLwo r· (2)根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中， ab、cd均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过 程中感应电动势为 E:=2BLv=2BLaor 感应电流为 E, 1 转子转动的周期为 T=2x WU 则一个周期内，abcd产生的焦耳热 Q=IPRT=8πBLn'w R (3)特合图可知，静子特动子T电流方向改支，大小不变，若 内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I,则 感应电动势为E=IR 又有E=2BLA IR 解得△u=2BL 电流改变方向的时间为车X2B肌 △ IR 结合小问2分析可知，电流的周期为T=2t= 2BLπr1 IR 答案(1)BL,n(2)8BLr' R (3)2BL IR 解析(1)每秒水流的质量为 m=pV=pQt=1X10°kg, 每秒水流机械能损失为 AE=合mg-2)+mgh=2X10'J. 发电机的输出功率为 P=75%△EX80%, t 而t=1s, 所以P=12kW (2)远距离输电过程线路示意图 R线 发 电 U 用 机 几2 P线=5%P出=600W, 因为P线=I线2R, 所以I=6A, P=50A, 又因1，=1=6A,山= 所以对升压变压器有了一 即=1.3 n2725 又因为3=I=6A, 1,-PPa-570A. U11 所以，对降压变压器有=1=95 na I3 11 答案(1)12kW(2)3:2595:11见解析图专题16 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28 分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1.(2025·陕西省宝鸡 市高三一模)如图所 示，铜圆盘安装在竖 E 直的铜轴上，圆盘处 于方向竖直向上的 匀强磁场中.电路通 过电刷c、d分别与圆盘的边缘和铜轴接触良 好，电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R, 先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关， 不计一切摩擦，下列说法中正确的是 ( A.闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动 B.闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流不为零 C.断开开关时，a点电势低于b点电势 D.断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原 电流方向相反 2.(2024·广东卷，4)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 线卷 ·L 对永磁铁可随发 动机一起上下振 场分界线 ×××× 4 动，每对永磁铁 4 间有水平方向的 匀强磁场，磁感 应强度大小均为 戡 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BL2 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 3.(2025·青海西宁·三模)如图甲所示，100匝的 线圈（图中只画了1匝）与R=482的定值电阻 构成闭合回路，线圈面积为0.01m2,电阻为 2Ω，线圈内存在垂直于线圈平面的磁场，以垂 直纸面向里为磁感应强度的正方向，以顺时针方 向为线圈中电流的正方向.当磁感应强度B随时 间t按图乙变化时，下列说法正确的是( 6 电磁感应 B/T 甲 A.1.5s时穿过线圈的磁通量为2Wb B.0.5s时感应电流的方向为负 C.定值电阻R两端的电压为4V D.0~2s内流过定值电阻的电荷量为0 4.（2025·重庆部分区县第一次 诊断)边长为L的闭合金属正 三角形框架，导线粗细均匀， 右边竖直且与磁场右边界平 行，完全处于垂直框架平面向 +x 里的匀强磁场中.现从x=0处把框架水平向右 匀速拉出磁场，线框产生的感应电动势E电动势、 水平外力F外、外力功率P外力功率随线框位移x 变化规律如图所示，则下列图像正确的是() ↑E电动势 ↑E电动势 0 B F外 ↑P外力功率 C 5.(2025·河南·模拟预测)在如下图所示的甲、 乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足 够长的平行金属导轨.导体棒αb垂直放在导轨 上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中， 导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直 流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原 来不带电.今给导体棒ab一个向右的初速度 0,在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动 状态是 () M××a×××N M××a×××N Rl××kx× ××Kx× CT××X×× R即x x x x P×xbx××QPxx&xxQ 甲 乙 M××a×××N R××必× ET××K×× Pxxi×xQ 丙 A.甲图中，棒αb做加速度减小的减速运动至静止： B.乙图中，棒ab匀减速运动直到最终静止 C.丙图中，棒ab最终做匀速运动 D.甲、乙、丙中，棒ab最终都静止 6.(2025·北京平谷·统考一模)摩托车和汽车上： 装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴 工随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋 转.铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠 近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指 针指示的转角即对应于被测物的转速.下列说 法正确的是 铝盘 刻度盘 永久磁体 转轴1 转轴Ⅱ 支架 A.铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁 场作用下带动指针转动 B.永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应 电流使铝盘受磁场力作用而转动 C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端 D.若去掉游丝和指针，使转轴虹可以无阻碍地自由 转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动 7.(2025·河南郑州·模拟预测) 电磁飞机弹射系统可以使战机 M××××× a 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 b××xxcx 场，一边长为l的正方形单匝N××××× 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1按照B=B。十t(k>0)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B2 D.线框在t=0时刻的加速度与线框的匝数 无关 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共： 20分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题！ 目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分 8.（2025·山东临沂·三模)如 图所示的光滑金属轨道由 棒2 棒1 左、右两段足够长的轨道拼 接而成，整个轨道固定在水 62 平面内，左侧两平行导轨间距为2L,在上面搁 置导体棒2（长度为2L,质量为2m,电阻为 2R),右侧两平行导轨间距为L,在上面搁置导 体棒1（长度为L,质量为m,电阻为R),导轨电 阻不计，整个轨道所在的空间中有垂直于轨道 平面的匀强磁场.现在给棒1一个初速度v0,它 通过安培力带动棒2向右运动，运动过程中棒 1、棒2均与导轨良好接触.下列说法正确的是 A.两棒一直做减速运动，最终速度为0 B棒1和棒2的最终速度分别为号和号 C.两棒在运动过程中的同一时刻加速度大小不 相等 D.整个过程中两棒上产生的焦耳热为。muo 9.(2025·重庆·校 E 联考模拟预测)如 图所示，一电阻不 计的U型导体框 置于倾角为0= 37 37°的足够长的光 滑绝缘斜面顶端，一质量为m=100g、电阻为R =82的金属棒CD置于导体框上，与导体框构 成矩形回路CDEF,且EF与斜面底边平行，导 轨问的距离为d=号m,导体框上表面粗糙，金 属棒与导体框间的动摩擦因数为=0.5，与金属 棒相距L=子m的下方区域有方向垂直于斜面 向上的匀强磁场，磁感应强度为B=号T,1=0时 刻，让金属棒与导体框同时由静止释放，金属棒 进入磁场时导体框与金属棒发生相对滑动，导体 框开始做匀速运动，=6s时刻导体框EF端进 入磁场，此时金属棒开始匀速运动.已知金属棒 与导体框之间始终接触良好，导体框E℉端进入 磁场前金属棒没有离开磁场(sin37°=0.6， c0s37°=0.8，取g=10m/s2).则下列说法正确 的是 ( A.导体框的质量为200 B.从静止释放到导体框EF端刚进入磁场的过 程中，系统减少的机械能全部转化为金属棒 的焦耳热 C,从静止释放到导体框EF端刚进入磁场的过 程中，通过金属棒的电荷量为q=2.8C D.导体框EF端刚进人磁场时，金属棒与磁场 上边界的距离为x=22.4m 10.(2025·河南·三模)如图所示，两根足够长的： 粗糙平行金属导轨间距为L=1m,其电阻不 计，两导轨及其所在平面与水平面的夹角均为 0=37°，上端连接一阻值为R=22的电阻，整 个装置处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场 中.将一质量为m=1kg、电阻不计的金属棒放 在导轨上，无磁场时金属棒恰好处于静止状 态.从=0时刻开始，匀强磁场的磁感应强度 B随时间的变化关系如图所示（令垂直导轨平 面向下为正方向)，已知金属棒与导轨间的最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取 g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8.在t= 2s时，导体棒恰好运动，则 B/T 0 2 t/s 甲 乙 A.金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.75 B.t=2s时，从上方俯视整个回路，回路中感 应电流的方向沿顺时针 C.t=2s时，金属棒受到的安培力大小为6N D.t=0时刻，金属棒与导轨顶端的距离为3m 11.(2025·辽宁省高三 M 二模)如图所示，水平 虚线MN右侧有竖直 向下的匀强磁场，磁 感应强度大小为B,金 × 属线框ACD放在绝 缘水平面上，线框AD段为正弦图像的四分之 一，AC边长为L,CD边长为7L,AC与CD垂 直，让线框以恒定速度向右进入磁场，线框运 动过程中，AC边始终与虚线MN平行，线框的 电阻为R,线框在进入磁场过程中 ( A.线框受到的安培力方向不断改变 B线框中产生的焦耳热为BL3☑ 4R C.线框中的平均电流与速度成正比 D,通过线框截面的电量为 三、非选择题：本题共5小题，共52分 12.(2025·广东省深圳市光明中学期中)(6分)某 同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中， 选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵 敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中 央，该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所 示的电路中，电流计的指针如图甲所示. 63 N B 甲 乙 丙 (1)为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电 流计G与一螺线管串联，如图乙所示.通过分 析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是 A.静止不动 B.向下插入 C.向上拔出 (2)该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的 电路.电路连接好后，A线圈己插入B线圈中， 此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一 下.当滑动变阻器的滑片向 (填“左”或 “右”)滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转. (3)通过本实验可以得出：感应电流产生的磁 场，总是 3.(2025·广东省揭阳市华侨中学期中)(8分) (1)在研究自感现象时，自感系数较大的线圈 一般都有直流电阻，某同学利用如图1所示的 电路采用伏安法测定线圈的直流电阻，在实验 测量完毕后，将电路拆去时应 A.先断开开关S1B.先断开开关S C.先拆去电流表D.先拆去电阻R (2)图2所示是该同学研究自感现象的实验电 路图，并用电流传感器显示出在t=1×10一3s 时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈 L的电流（如图3所示）.己知电源电动势E= 6V,内阻不计，灯泡的阻值R1=62,电阻R 的阻值为22. ①线圈的直流电阻为 Q; ②开关断开时，该同学观察到的现象是： 图1 图2 i/A 1.5 .0 0.5 23t/(×103s) 图3 4.(2025·山西吕梁·二 模)(10分)如图所示， 一对半径均为r的光 滑竖直圆弧型金属导轨，其右端与一对足够长 平行且光滑的水平金属导轨平滑连接成固定 轨道，水平导轨的右端接入阻值为R的电阻， 且水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，现有 一质量为m、长度为L,电阻为受的导体棒从圆 弧轨道上五(h<r)高处由静止释放，若已知固 定导轨间的距离为L,匀强磁场的磁感应强度 大小为B,重力加速度为g,金属导轨电阻忽略 不计，运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接 触良好求： (1)导体棒恰好到达圆弧导轨底端时对轨道的 压力大小； (2)整个过程中，电阻R上产生的焦耳热； (3)整个过程中，导体棒在水平轨道上向右运 动的距离！ 15.(2025·四川综合能力提 升卷)(12分)如图所示， 足够长的平行光滑U形 导轨倾斜放置，所在平面 的倾角0=37°，导轨间的 距离L=1.0m,下端连接R=1.62的电阻， 导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面 向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T.质量 m=0.5kg、电阻r=0.42的金属棒ab垂直置 于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、 大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止 开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行s=2.8m 后速度保持不变.求：(sin37°=0.6，cos37°= 0.8,g=10m/s2) (1)金属棒匀速运动时的速度大小； (2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程 中，电阻R上产生的热量QR 64 6.(2025·辽宁抚顺·校考一模)(16分)生活中 常见的减速带是通过使路面稍微拱起从而达 到使车减速的目的.其实我们也可以通过在汽 车底部安装线圈，通过磁场对线圈的安培力来 实现对汽车减速的目的.我们用单匝边长为L 的正方形线圈代替汽车来模拟真实情境.如图 所示，倾角为0的光滑斜面上平行等间距分布 着很多个条形匀强磁场区域，磁感应强度大小 为B,方向垂直斜面向下，条形磁场区域的宽 度及相邻条形无磁场区域的宽度均为L;线圈 的质量为m,电阻为R,线圈ab边与磁场边界 平行，线圈ab边刚进入第一个有磁场区时的 速度大小为5v1;线圈ab边刚进入第七个有磁 场区时，开始匀速运动，速度大小为1；其中重 力加速度g,0、B、L、m和R均为己知量. L B … B+ 十 有磁场区 场区 (1)线圈匀速运动时速度v1为多大； (2)从线圈ab边刚进人第一个有磁场区到线 圈ab边刚进入第七个有磁场区的过程中，线 圈产生的焦耳热Q; (3)线圈ab边刚进人第一个有磁场区到线圈 αb边刚进入第七个有磁场区的过程所用的 时间t.