重难专题11 电磁感应的应用（抢分专练）（上海专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

重难专题11 电磁感应的应用 重难解读 1. 自感与涡流 自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势大小与电流变化率、线圈匝数、面积和长度，以及有无铁芯有关。 涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生感应电流的现象。 2. 交变电流 (1)图像种类：电流图像 i＝Imsin ωt，电压图像e＝Emsin ωt，磁通量图像 φ＝Φmsin ωt，周期均相同 (2)中性面磁通量最大，但变化率最小，交流电压，交流电流为0 (3)垂直面磁通量为0，但变化率最大，交流电压，交流电流最大 (4) Em＝nBSω Im＝ ω是转动速度, f＝. (5) E＝ U＝ I＝ 3. 变压器 (1)电压关系： 功率关系： 电流关系： (2)高压输电 功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3 P损= 所以U2增加，I2减小，P损减小。 4. LC电磁振荡 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 命题预测 1. 自感与涡流 命题趋势：自感与涡流的命题可能更多融入生活实例与科技前沿，如新能源汽车无线充电技术中的涡流效应、智能电网自感保护装置的设计原理等。 重点考查内容：自感现象的本质与电路表现，包括自感电动势的产生条件、方向判断及对电路的影响。 涡流的产生条件、特点及其在电磁炉、金属探测器等设备中的应用。 2. 交变电流 命题趋势：交变电流作为电磁感应的重要应用，在高考中常以选择题或计算题形式出现，重点考查对交变电流的产生、描述及规律的理解。 主要考察交变电流的产生原理、描述参数（如瞬时值、最大值、有效值、平均值等）及它们之间的关系。 交变电流的规律，包括正弦式交变电流的表达式、图象及周期性变化特点。 3. 变压器 命题趋势：随着智能电网的发展，变压器的命题可能更多涉及电压调节、功率分配等实际情境。 重点考查内容：变压器的规律，包括电压比、电流比及功率关系等。 4. 电磁振荡 随着无线通信技术的发展，电磁振荡的命题可能更多涉及电磁波的产生、传播及应用等实际情境。 重点考查内容：电磁振荡的产生条件、过程及特点（如周期性变化、能量转化等）。 题型01 自感与涡流 1．如图所示，灯泡A1​和A2​的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，A1​和A2​始终一样亮 B．当接通电路时，A2​先达到最大亮度，A1​后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2​立即熄灭、A1​过一会才熄灭 D．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2​突然闪亮一下再熄灭 【答案】B 【详解】AB．开关闭合瞬间，线圈会产生自感电动势，阻碍自身电流的增大，因此所在支路电流逐渐增大，逐渐变亮；而所在支路没有电感，接通瞬间就有电流，因此一开始就达到最大亮度。 电路稳定后，线圈电阻不计，两个灯泡规格相同，两条并联支路电阻相等，因此两支路电流相等，最终两灯亮度相同，故A错误，B正确； CD．电路稳定后，由于两支路电阻相等，因此通过和的电流大小相等。断开开关后，电源被切断，线圈自感维持原有电流，、、形成闭合的自感回路，两灯都会逐渐熄灭，不会立刻熄灭；同时流过的初始电流大小等于原来的电流，因此不会闪亮， 故CD错误。 故选B。 2．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．S闭合瞬间，A先亮 B．S闭合瞬间，A、B同时亮 C．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D．S断开瞬间，B逐渐熄灭 【答案】C 【详解】AB．刚通电时，自感线圈相当于断路，二极管中为反向电流，则电流既不通过A灯，也不通过B灯。电路稳定时，依题意，自感线圈相当于导线，则电流流过B灯，B灯发光，则S闭合瞬间，A、B两灯均不亮，然后A灯仍不亮，B灯逐渐变亮，故AB错误； CD．开关断开瞬间，自感线圈相当于电源，自感线圈与二极管、A灯形成回路，二极管中为正向电流，则A灯闪亮一下，然后逐渐熄灭，开关断开后，B灯不处在回路中，B灯立即熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 3．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把U形磁铁放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，则铜盘（　　） A．不受影响，和原先一样转动 B．很快停下来 C．比原先需要更长时间停下来 D．比原先更快地转动 【答案】B 【详解】当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，处于磁场中受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，使铜盘很快停下来。 故选B。 4．工业上常利用感应电炉冶炼金属，装置如图所示。当线圈中通有图示电流时下列说法正确的是（　　） A．感应炉所接电源应是低频直流电源 B．感应炉所接电源应是高频交流电源 C．电炉最好选择陶瓷材质 D．若增加交流电的频率，冶炼金属的效率不变 E．外侧电炉产生大量的热使金属熔化 【答案】BC 【详解】AB．为了产生较大的感应电动势，感应炉所接电源应是高频交流电源，故A错误B正确； C．陶瓷具有耐高温、绝缘的性质，因此电炉最好选择陶瓷材质，故C正确； D．若增加交流电的频率，感应电动势增大，冶炼金属的效率增大，故D错误。 E．感应电炉冶炼金属过程中，交流电源产生交变磁场，从而在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属熔化，而不是外侧电炉产生大量的热使金属熔化，故E错误； 故选BC。 5．图甲为无线磁力搅拌杯，其工作原理如图乙所示，杯体底部安装通电线圈，相关电路控制线圈电流从而产生一个逆时针旋转的磁场（俯视图），杯内中心放置一搅拌金属粒，在旋转磁场作用下金属粒也产生旋转，从而达到搅拌杯内溶液的效果。通电搅拌时，以下说法正确的是（　　） A．金属粒中会产生感应电流 B．金属粒内不会产生焦耳热 C．金属粒旋转方向与磁场旋转方向相同 D．加大磁场旋转速度，则金属粒旋转速度也加大 【答案】ACD 【详解】AB．根据电磁感应原理，当金属粒处于变化的磁场中时，磁通量发生变化，会产生感应电动势，进而形成感应电流，产生焦耳热，故A正确，B错误； C．金属粒在旋转磁场的作用下，其内部产生的感应电流会受到安培力的作用，从而驱动金属粒跟随磁场旋转，根据楞次定律：感应电流磁场阻碍导体与磁场间相对运动，可知金属粒旋转方向与磁场旋转方向一致，故C正确； D．当加快磁场旋转速度时，由于感应电流增大、安培力和力矩增大，金属粒也会加快旋转，故D正确。 故选ACD。 题型02 交变电流 1．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。一台正弦交流发电机为一套45kW的工业电热设备供电。如果该系统电压的有效值是660V，则电流的有效值是________A。若将交流发电机的线圈的转速提高1倍，其他条件不变，则该发电机供电电压的有效值为________V。（保留3位有效数字） 【答案】 68.2 【详解】[1]电流有效值 [2]交流发电机的线圈的转速提高1倍，即线圈绕旋转轴的角速度变为原来的两倍，由 可知电压最大值变为原来的两倍，有效值也变为原来的两倍，即 2．如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1∶10，与副线圈连接的电阻、D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B．t＝0.005s时，原线圈两端的电势差为0 C．0~0.005s内，流过的电荷量为0.01C D．1s内原线圈输入的能量为150J 【答案】BCD 【详解】A．在t=0.01s 时，磁感应强度B=0，但磁通量的变化率最大；根据B-t图像，此时图像的斜率为负，表示穿过线圈向里（正方向）的磁通量在减小；根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向应为向里，以阻碍磁通量的减小；再根据安培定则，可知感应电流方向为顺时针，故A错误； B．在t=0.005s时，磁感应强度B达到最大值，B-t 图像的切线斜率为零，此时线圈中产生的感应电动势为零，原线圈两端的电势差为零，故B正确； C．在0~ 0.005s时间内，根据法拉第电磁感应定律， 原线圈中的平均感应电动势为 副线圈的平均电动势为 流过R1的平均电流为 流过R1的电荷量为 ，故C正确； D．原线圈中电动势的最大值为 原线圈有效值为 副线圈两端电压的有效值为 电阻R1消耗的功率为 由于理想二极管D的单向导电性，电阻 R2只在半个周期内有电流通过，其消耗的功率是正常工作时的一半，即 输入功率等于副线圈端的总功率为 在 1 s 内原线圈输入的能量为，故D正确。 故选BCD。 3．如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时。问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ (4)从中性面开始计时，经通过电阻R的电荷量是多少？ 【答案】(1)e＝50sin10πtV (2) (3)， (4) 【详解】（1）根据题意线圈的转速为n＝300r/min＝5r/s 交流电的频率为f＝n＝5Hz 角速度ω＝2πf＝10πrad/s 感应电动势最大值Em＝NBSω＝50V 所以瞬时表达式为e＝Emsinωt＝50sin10πtV （2）当时电动势的瞬时值 （3）电动势有效值为 可得电流表示数 电压表示数 （4）从中性面开始计时，经线圈转过的角度为 磁通量的变化量为 根据 可得 题型03 变压器 1．变压器是远距离输电线路中的重要设备，在有关输电线路的计算时常将变压器视为理想变压器，这样的考虑是基于以下因素（　　） A．变压器无论对交流电还是直流电能按需要升压或降压 B．变压器原、副线圈的端电压之比等于它们的匝数比 C．变压器原、副线圈中的磁通量都发生变化，它们产生相同的感应电动势 D．忽略变压器铁心和线圈的能量损耗，输出功率等于输入功率 【答案】D 【详解】A．变压器基于电磁感应互感原理工作，直流电电流恒定，产生的磁通量不发生变化，副线圈不会产生感应电动势，无法对直流电实现变压，故A错误； B．原、副线圈端电压之比等于匝数比是理想变压器的推导结论，并非将实际变压器视为理想变压器的假设前提，故B错误； C．原、副线圈的磁通量变化率相同，但感应电动势满足，二者匝数不同，感应电动势不相同，故C错误； D．理想变压器模型的核心假设就是忽略铁心、线圈的所有能量损耗，满足输出功率等于输入功率，这是将实际变压器近似为理想变压器的依据，故D正确。 故选D。 2．如图所示的理想变压器初、次级匝数比为。图中4个灯泡规格相同。若、恰能正常发光，则（　　） A．、正常发光 B．、比正常发光时暗些 C．、比正常发光时亮些 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【详解】令灯泡额定电流为，由于、恰能正常发光，则副线圈中电流为， 根据电流匝数关系有 解得可知 则、比正常发光时暗些。 故选B。 3．电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则： (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ (4)输电效率为多少？ 【答案】(1)24A (2)144W (3)226V (4) 【详解】（1）降压变压器的输出功率为 降压变压器副线圈的电流 （2）降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （3）降压变压器原线圈电压为 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 （4）用户获得的实际功率 所以发电机的输出功率 则输电效率 题型04 电磁振荡 1．将阻值为20Ω的电阻接在正弦交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。则电阻1秒内消耗的电能为______J，电阻两端电压的瞬时值表达式为________________。 【答案】 5 【详解】[1]由图可知，该正弦式交流电源的电压的有效值为 则电阻1秒内消耗的电能为 [2]由图可知，该正弦式交流电源的周期为 所以 则电阻两端电压的瞬时值表达式为 2．如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0 ~ t1​ B．t1 ~ t2​ C．t2 ~ t3​ D．t3 ~ t4​ 【答案】C 【详解】在 t=0 时刻，电容器C的上极板 M 带正电，电路中电流 i=0，说明此时电容器充电完毕。随后电容器开始放电，电流从正极板 M 流出，经线圈 L 流向下极板，即电流方向为逆时针。由图乙可知，在 0∼t1 时间内电流 i 为正值，说明规定逆时针方向为电流的正方向。 A．0∼t1时间内，电流 i>0（逆时针），且电流增大。这是电容器放电过程。M 板带正电，电荷量逐渐减少，故A错误； B．t1∼t2时间内，电流i>0（逆时针），且电流减小。这是线圈给电容器反向充电的过程。电流流向电容器下极板，使下极板带正电，上极板 M 带负电。虽然 M 板带负电，但电流方向是逆时针，故B错误； C．t2∼t3时间内电流 i<0（顺时针），且电流绝对值增大。这是电容器放电过程。在 t2 时刻，充电完毕，下极板带正电，M 板带负电。放电时电流从下极板流出，沿顺时针方向流动。在此过程中，M 板依然带负电（电荷量逐渐减少至0）故C正确； D．t3∼t4时间内，电流 i<0（顺时针），且电流绝对值减小。这是线圈给电容器充电的过程。顺时针电流流向上极板 M，使 M 板带正电。故D错误。 故选C。 题型05 电磁波 1．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫解调 B．医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 C．红外线应用在探测技术中，是利用了它穿透本领强的特性 D．紫外线是波长比可见光波长还短的电磁波，可以用来加热理疗 【答案】B 【详解】A．使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫调制，解调是从携带信号的高频载波中还原原始信号的过程，故A错误； B．紫外线能量较高，能够破坏微生物的核酸结构，具有杀菌消毒的作用，医院常用紫外线照射对病房和手术室消毒，故B正确； C．红外线应用在探测技术中，是利用了一切物体都在持续辐射红外线、且不同温度的物体辐射红外线的频率和强度不同的特点，红外线穿透本领较弱，穿透本领强是X射线等短波长电磁波的特性，故C错误； D．紫外线波长比可见光更短，但加热理疗利用的是红外线的热效应，紫外线不具备加热理疗的用途，故D错误。 故选B。 2．上海光源产生的电磁波中，可用于人体透视检查的是（　　） A．X射线 B．紫外线 C．可见光 D．远红外线 【答案】A 【详解】A．X射线具有高能量和强穿透性，能穿透人体软组织但被骨骼等致密组织吸收，因此常用于医学透视检查（如X光片），故A正确； B．紫外线波长较短，能量不足以穿透人体组织，主要用于消毒、荧光效应等，不适用于透视检查，B错误； C．可见光波长在400-700 nm范围内，易被人体组织吸收和散射，无法穿透内部结构，故C错误； D．远红外线波长较长，能量低，穿透能力弱，主要用于热效应成像（如红外测温），不适用于内部透视检查，故D错误。 故选A。 1．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。则输送给储能站的功率为_______kw，升压变压器的匝数比n1:n2=_______。 【答案】 408 1:46 【详解】[1]用户端的电流为 根据变压器原副线圈电流和匝数关系 可得，输电线的电流为 则输电线上损失的功率为 所以，输送给储能站的功率为 [2]升压变压器副线圈的功率为 升压变压器副线圈的电流为 升压变压器副线圈的电压为 升压变压器的匝数比 第五代移动通信技术（5G）是一种新型移动通信网络，比4G及以下网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。 2．在5G技术领域，国内某厂遥遥领先。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（   ） A．5G使用的是电磁波 B．5G使用的电磁波在同种介质中传播速度比4G的快 C．5G使用的是纵波 D．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象 3．甲图表示LC振荡电路，乙图图像为其电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中（   ） A．Oa段 B．ab段 C．bc段 D．cd段 4．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（   ） A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 【答案】2．A 3．D 4．A 【解析】2．AC．5G使用的是电磁波，电磁波是横波，故A正确，C错误； B．5G信号的频率比4G信号的频率大，则同种介质中5G信号的折射率大，根据可知在相同介质中5G信号比4G信号的传播速度小，故B错误； D．5G使用的电磁波频率更高，与4G信号相遇不会产生干涉现象，故D错误。 故选A。 3．A．由图乙可知，在Oa段，电流逐渐增大，磁场能在增大，电容器在放电，M板带正电，故A错误； B．由图乙可知，在ab段，电流逐渐减小，磁场能在减小，电容器在充电，由于电流方向与Oa段相同，所以M板带负电，故B错误； C．由图乙可知，在bc段，电流逐渐增大，磁场能在增大，电容器在放电，由于电流方向与Oa段相反，所以M板带负电，故C错误； D．由图乙可知，在cd段，电流逐渐减小，磁场能在减小，电容器在充电，由于电流方向与Oa段相反，所以M板带正电，故D正确。 故选D。 4．A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，故A正确； BC．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大；由于电容器正在充电，电场能正在增大，则线圈储存的磁场能正在减小，故BC错误； D．由于线圈储存的磁场能正在减小，可知线路中的电流正在减小，根据楞次定律可知，路中的电流与线圈中感应电流的方向相同，故D错误。 故选A。 某些现象或物理量在一定范围内会随时间按照一定的周期进行重复变化。 5．弹簧振子做简谐运动的周期为，则振子加速度的变化周期为______。 A． B． C． D． 6．在如图（a）所示的振荡电路中，电流随时间周期性变化的规律如图（b）所示，在时刻______。 A．电场能和磁场能都最大 B．电场能和磁场能都为零 C．电场能最大，磁场能为零 D．电场能为零，磁场能最大 7．将阻值为的电阻接在交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。电阻两端电压的表达式为______，电阻在内消耗的电能为______。 8．天文学家通过微小星光光谱的周期性偏移发现了行星“”。已知“”绕红矮星运动的轨道半径约为（日地距离为），该红矮星质量约为太阳质量的倍，则“”绕红矮星运动的周期约为______。 A．9天 B．32天 C．54天 D．124天 【答案】5．C 6．D 7． 20 8．C 【解析】5．简谐运动中加速度满足，加速度和位移同步变化；位移的变化周期为T，只有经过一个周期，加速度才会恢复到原来的大小和方向，因此加速度的变化周期等于振子运动周期T。 故选C。 6．LC振荡电路中，振荡电流i的大小对应磁场能大小：电流越大，磁场能越大；电流最大时，电容器放电完毕，带电荷量为0，电场能为0，因此t1时刻（电流峰值）电场能为零，磁场能最大。 故选D。 7．[1]由电压图像可得：电压最大值为，周期为0.02s，则角频率为 t=0时电压为最大值，因此电压表达式为 [2] 正弦交流电有效值 1s内电阻消耗电能为 8．万有引力提供向心力，由 解得 对地球绕太阳运动，有 对该行星，有 根据题意可解得 故选C。 新能源车指采用非传统燃料作为动力来源的车辆，核心目标是减少对石油的依赖和降低环境污染。 9．新能源汽车上常装有北斗卫星系统接收器。某颗北斗卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行。已知地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，则该卫星的运行周期为________； 10．某新能源汽车的无线充电系统由发射端N（地面供电线圈）和接收端M（车载受电线圈）组成。充电时，与动力电池相连的受电线圈静置于地面供电线圈正上方，如图（a）所示。当N接交流电后，穿过M的磁通量随时间t变化的规律如图（b）所示。已知M的匝数为100匝，不考虑线圈的自感。 （1）（多选）若磁感线向上穿过M，通过M的磁通量为正，则M中产生顺时针方向的感应电流（从上往下看）的时段有________； A．         B． C．    D． （2）在的时间内，穿过M的磁通量的变化量________Wb； （3）线圈M中产生的感应电动势随时间变化的关系式：________（V）。 11．如图，通过匝数为匝的供电线圈，同时给受电线圈匝数分别为匝、匝的两辆新能源汽车充电，忽略各种能量损耗。当供电线圈两端接在220V的正弦交流电源上时，两车的充电电流分别为、，则通过供电线圈的电流________A。 12．如图，某新能源车大灯结构的简化图。现有一光线从焦点F处射出，经旋转拋物面反射后，从半球透镜竖直直径AB上的C点、垂直射入半球透镜。已知半球透镜的折射率为。若C为半径AO的中点，距地面0.81m，则该光线射到地面的位置与大灯间的水平距离约为________m。（，） 13．某新能源车使用“再生制动”技术提升能效。系统设定速度大小大于时选择再生制动，再生制动阶段阻力大小与速度大小成正比，即；速度大小小于等于时选择机械制动，机械制动阶段阻力大小恒为车重的倍。（重力加速度大小为g） （1）（计算）若该车质量为m，求该车以速度大小（）开始制动直到停下，汽车运动的位移大小。 （2）再生制动过程中，当回收系统的输出电压U比动力电池所需充电电压低时，无法直接为动力电池充电。在下列电路中（L为自感线圈），通过不断打开和闭合开关S，在U小于的情况下，可能实现为动力电池充电的是________。 A． B．     C．    D． 【答案】9． 10．AD 11．10 12．3 13． B 【解析】9．根据万有引力提供向心力可得 可得卫星的运行周期为 又 可得卫星的运行周期 10．[1]磁感线向上穿过M，通过M的磁通量为正，M中产生顺时针方向的感应电流（从上往下看）， 根据楞次定律可知M中的磁通量向上增大或向下减小， 根据图像可得和符合。 故选AD。 [2]在的时间内，穿过M的磁通量的变化量 [3]图像中周期为，可得角速度为 可得磁通量的表达式为 根据法拉第电磁感应定律可得线圈M中产生的感应电动势随时间变化的关系式： 11．根据能量关系有 可得 又， 联立可得 代入可得 12． 如图所示，入射角为，根据折射定律有 可得 根据几何关系可得，有 解得光线射到地面的位置与大灯间的水平距离约为 13．[1]设新能源车在再生制动、机械制动阶段运动的位移分别为、。 再生制动阶段：新能源车做非匀变速运动，将此过程的时间分为n个极小时间段，车在每个时段内的运动可视为匀速直线运动，故阻力的冲量大小 对n个时间段的阻力冲量大小求和，即得 再生制动阶段，由动量定理 解得 机械制动阶段：新能源车做匀减速运动。根据牛顿第二定律有 解得 由运动学公式 解得 因此新能源车开始制动到停止的位移为 [2]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，故A错误； B．该电路中当S闭合稳定时，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相当于电源，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，从而实现给电池充电，故B正确； C．该电路中当S闭合稳定时，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，则不能实现给电池充电，故C错误； D．该电路中当S闭合稳定时，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，则不能实现给电池充电，故D错误。 故选B。 石墨烯是从石墨中剥离出来的单层二维材料，载流子为电子，具有独特的电学特性。 14．铅笔芯的主要成分是石墨。小松为测铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路。 （1）小松连接的实物电路如图所示，其中连接错误的是导线__________。 A．a         B．b           C．c                 D．d （2）小松取一根长度为0.1m、横截面积为的铅笔芯，正确连接电路后进行实验。实验过程中控制铅笔芯温度不变，得到如图所示的I-U图像，则铅笔芯在该温度下的电阻率为__________Ω·m。 15．如图（a），矩形石墨烯薄膜样品处于匀强磁场中，磁场方向垂直样品表面向里，电极c、d接恒流源（输出电流恒定）。电压表测得电极a、b间的电压大小随磁感应强度变化的U-B图象如图（b）所示。 （1）电极a的电势__________电极b的电势。 A．高于                    B．低于                    C．等于 （2）若样品宽度l＝5cm，电子的定向漂移速度为__________m/s。 16．石墨烯掺入发电机的线圈、永磁体可提高发电机的性能。如图（a）为某发电机的工作原理图：两固定磁极间产生匀强磁场，电阻为1Ω的单匝线圈绕轴OO＇匀速转动，经滑环电刷外接开关和阻值为9Ω的负载电阻R。从线圈处于中性面开始计时，通过线圈的磁通量随时间变化的关系如图（b）所示。（滑环电刷的电阻忽略不计） （1）感应电动势随时间变化的关系式为__________V。 （2）闭合开关，电阻R的电功率为__________W。 （3）求0～s时间内通过电阻R的电荷量_______。 【答案】14． D 15． A 25 16． 0.04C 【解析】14．（1）[1]电路为分压式电路，电流表外接，而实物图中电流表为内接，故错误的是d。 故选D。 （2）[2]由图像可知，铅笔芯电阻 根据 解得 15．（1）[1]恒流源右正左负，电流方向从到。载流子为电子，运动方向与电流方向相反，即从 到 。磁场方向垂直样品表面向里。由左手定则，电子带负电，受洛伦兹力方向向下， 侧电势低。 故选A。 （2）[2]当电场力与洛伦兹力平衡时 即 得 由图象可知，与 成正比，斜率 由图 (b) 知，当时， 所以 16．（1）[1]由图像知 ， 即 角速度 最大电动势 从中性面开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 （2）[2]电动势有效值 电路总电阻 电流有效值 电阻的电功率 （3）时间 为半个周期。时， 时 ， 磁通量变化量 通过电阻的电荷量 解得 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难专题11 电磁感应的应用 重难解读 1. 自感与涡流 自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势大小与电流变化率、线圈匝数、面积和长度，以及有无铁芯有关。 涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生感应电流的现象。 2. 交变电流 (1)图像种类：电流图像 i＝Imsin ωt，电压图像e＝Emsin ωt，磁通量图像 φ＝Φmsin ωt，周期均相同 (2)中性面磁通量最大，但变化率最小，交流电压，交流电流为0 (3)垂直面磁通量为0，但变化率最大，交流电压，交流电流最大 (4) Em＝nBSω Im＝ ω是转动速度, f＝. (5) E＝ U＝ I＝ 3. 变压器 (1)电压关系： 功率关系： 电流关系： (2)高压输电 功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3 P损= 所以U2增加，I2减小，P损减小。 4. LC电磁振荡 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 命题预测 1. 自感与涡流 命题趋势：自感与涡流的命题可能更多融入生活实例与科技前沿，如新能源汽车无线充电技术中的涡流效应、智能电网自感保护装置的设计原理等。 重点考查内容：自感现象的本质与电路表现，包括自感电动势的产生条件、方向判断及对电路的影响。 涡流的产生条件、特点及其在电磁炉、金属探测器等设备中的应用。 2. 交变电流 命题趋势：交变电流作为电磁感应的重要应用，在高考中常以选择题或计算题形式出现，重点考查对交变电流的产生、描述及规律的理解。 主要考察交变电流的产生原理、描述参数（如瞬时值、最大值、有效值、平均值等）及它们之间的关系。 交变电流的规律，包括正弦式交变电流的表达式、图象及周期性变化特点。 3. 变压器 命题趋势：随着智能电网的发展，变压器的命题可能更多涉及电压调节、功率分配等实际情境。 重点考查内容：变压器的规律，包括电压比、电流比及功率关系等。 4. 电磁振荡 随着无线通信技术的发展，电磁振荡的命题可能更多涉及电磁波的产生、传播及应用等实际情境。 重点考查内容：电磁振荡的产生条件、过程及特点（如周期性变化、能量转化等）。 题型01 自感与涡流 1．如图所示，灯泡A1​和A2​的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，A1​和A2​始终一样亮 B．当接通电路时，A2​先达到最大亮度，A1​后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2​立即熄灭、A1​过一会才熄灭 D．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2​突然闪亮一下再熄灭 2．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．S闭合瞬间，A先亮 B．S闭合瞬间，A、B同时亮 C．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D．S断开瞬间，B逐渐熄灭 3．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把U形磁铁放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，则铜盘（　　） A．不受影响，和原先一样转动 B．很快停下来 C．比原先需要更长时间停下来 D．比原先更快地转动 4．工业上常利用感应电炉冶炼金属，装置如图所示。当线圈中通有图示电流时下列说法正确的是（　　） A．感应炉所接电源应是低频直流电源 B．感应炉所接电源应是高频交流电源 C．电炉最好选择陶瓷材质 D．若增加交流电的频率，冶炼金属的效率不变 E．外侧电炉产生大量的热使金属熔化 5．图甲为无线磁力搅拌杯，其工作原理如图乙所示，杯体底部安装通电线圈，相关电路控制线圈电流从而产生一个逆时针旋转的磁场（俯视图），杯内中心放置一搅拌金属粒，在旋转磁场作用下金属粒也产生旋转，从而达到搅拌杯内溶液的效果。通电搅拌时，以下说法正确的是（　　） A．金属粒中会产生感应电流 B．金属粒内不会产生焦耳热 C．金属粒旋转方向与磁场旋转方向相同 D．加大磁场旋转速度，则金属粒旋转速度也加大 题型02 交变电流 1．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。一台正弦交流发电机为一套45kW的工业电热设备供电。如果该系统电压的有效值是660V，则电流的有效值是________A。若将交流发电机的线圈的转速提高1倍，其他条件不变，则该发电机供电电压的有效值为________V。（保留3位有效数字） 2．如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1∶10，与副线圈连接的电阻、D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B．t＝0.005s时，原线圈两端的电势差为0 C．0~0.005s内，流过的电荷量为0.01C D．1s内原线圈输入的能量为150J 3．如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时。问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ (4)从中性面开始计时，经通过电阻R的电荷量是多少？ 题型03 变压器 1．变压器是远距离输电线路中的重要设备，在有关输电线路的计算时常将变压器视为理想变压器，这样的考虑是基于以下因素（　　） A．变压器无论对交流电还是直流电能按需要升压或降压 B．变压器原、副线圈的端电压之比等于它们的匝数比 C．变压器原、副线圈中的磁通量都发生变化，它们产生相同的感应电动势 D．忽略变压器铁心和线圈的能量损耗，输出功率等于输入功率 2．如图所示的理想变压器初、次级匝数比为。图中4个灯泡规格相同。若、恰能正常发光，则（　　） A．、正常发光 B．、比正常发光时暗些 C．、比正常发光时亮些 D．条件不足，无法判断 3．电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则： (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ (4)输电效率为多少？ 题型04 电磁振荡 1．将阻值为20Ω的电阻接在正弦交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。则电阻1秒内消耗的电能为______J，电阻两端电压的瞬时值表达式为________________。 2．如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0 ~ t1​ B．t1 ~ t2​ C．t2 ~ t3​ D．t3 ~ t4​ 题型05 电磁波 1．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫解调 B．医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 C．红外线应用在探测技术中，是利用了它穿透本领强的特性 D．紫外线是波长比可见光波长还短的电磁波，可以用来加热理疗 2．上海光源产生的电磁波中，可用于人体透视检查的是（　　） A．X射线 B．紫外线 C．可见光 D．远红外线 1．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。则输送给储能站的功率为_______kw，升压变压器的匝数比n1:n2=_______。 第五代移动通信技术（5G）是一种新型移动通信网络，比4G及以下网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。 2．在5G技术领域，国内某厂遥遥领先。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（   ） A．5G使用的是电磁波 B．5G使用的电磁波在同种介质中传播速度比4G的快 C．5G使用的是纵波 D．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象 3．甲图表示LC振荡电路，乙图图像为其电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中（   ） A．Oa段 B．ab段 C．bc段 D．cd段 4．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（   ） A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 某些现象或物理量在一定范围内会随时间按照一定的周期进行重复变化。 5．弹簧振子做简谐运动的周期为，则振子加速度的变化周期为______。 A． B． C． D． 6．在如图（a）所示的振荡电路中，电流随时间周期性变化的规律如图（b）所示，在时刻______。 A．电场能和磁场能都最大 B．电场能和磁场能都为零 C．电场能最大，磁场能为零 D．电场能为零，磁场能最大 7．将阻值为的电阻接在交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。电阻两端电压的表达式为______，电阻在内消耗的电能为______。 8．天文学家通过微小星光光谱的周期性偏移发现了行星“”。已知“”绕红矮星运动的轨道半径约为（日地距离为），该红矮星质量约为太阳质量的倍，则“”绕红矮星运动的周期约为______。 A．9天 B．32天 C．54天 D．124天 新能源车指采用非传统燃料作为动力来源的车辆，核心目标是减少对石油的依赖和降低环境污染。 9．新能源汽车上常装有北斗卫星系统接收器。某颗北斗卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行。已知地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，则该卫星的运行周期为________； 10．某新能源汽车的无线充电系统由发射端N（地面供电线圈）和接收端M（车载受电线圈）组成。充电时，与动力电池相连的受电线圈静置于地面供电线圈正上方，如图（a）所示。当N接交流电后，穿过M的磁通量随时间t变化的规律如图（b）所示。已知M的匝数为100匝，不考虑线圈的自感。 （1）（多选）若磁感线向上穿过M，通过M的磁通量为正，则M中产生顺时针方向的感应电流（从上往下看）的时段有________； A．         B． C．    D． （2）在的时间内，穿过M的磁通量的变化量________Wb； （3）线圈M中产生的感应电动势随时间变化的关系式：________（V）。 11．如图，通过匝数为匝的供电线圈，同时给受电线圈匝数分别为匝、匝的两辆新能源汽车充电，忽略各种能量损耗。当供电线圈两端接在220V的正弦交流电源上时，两车的充电电流分别为、，则通过供电线圈的电流________A。 12．如图，某新能源车大灯结构的简化图。现有一光线从焦点F处射出，经旋转拋物面反射后，从半球透镜竖直直径AB上的C点、垂直射入半球透镜。已知半球透镜的折射率为。若C为半径AO的中点，距地面0.81m，则该光线射到地面的位置与大灯间的水平距离约为________m。（，） 13．某新能源车使用“再生制动”技术提升能效。系统设定速度大小大于时选择再生制动，再生制动阶段阻力大小与速度大小成正比，即；速度大小小于等于时选择机械制动，机械制动阶段阻力大小恒为车重的倍。（重力加速度大小为g） （1）（计算）若该车质量为m，求该车以速度大小（）开始制动直到停下，汽车运动的位移大小。 （2）再生制动过程中，当回收系统的输出电压U比动力电池所需充电电压低时，无法直接为动力电池充电。在下列电路中（L为自感线圈），通过不断打开和闭合开关S，在U小于的情况下，可能实现为动力电池充电的是________。 A． B．     C．    D． 石墨烯是从石墨中剥离出来的单层二维材料，载流子为电子，具有独特的电学特性。 14．铅笔芯的主要成分是石墨。小松为测铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路。 （1）小松连接的实物电路如图所示，其中连接错误的是导线__________。 A．a         B．b           C．c                 D．d （2）小松取一根长度为0.1m、横截面积为的铅笔芯，正确连接电路后进行实验。实验过程中控制铅笔芯温度不变，得到如图所示的I-U图像，则铅笔芯在该温度下的电阻率为__________Ω·m。 15．如图（a），矩形石墨烯薄膜样品处于匀强磁场中，磁场方向垂直样品表面向里，电极c、d接恒流源（输出电流恒定）。电压表测得电极a、b间的电压大小随磁感应强度变化的U-B图象如图（b）所示。 （1）电极a的电势__________电极b的电势。 A．高于                    B．低于                    C．等于 （2）若样品宽度l＝5cm，电子的定向漂移速度为__________m/s。 16．石墨烯掺入发电机的线圈、永磁体可提高发电机的性能。如图（a）为某发电机的工作原理图：两固定磁极间产生匀强磁场，电阻为1Ω的单匝线圈绕轴OO＇匀速转动，经滑环电刷外接开关和阻值为9Ω的负载电阻R。从线圈处于中性面开始计时，通过线圈的磁通量随时间变化的关系如图（b）所示。（滑环电刷的电阻忽略不计） （1）感应电动势随时间变化的关系式为__________V。 （2）闭合开关，电阻R的电功率为__________W。 （3）求0～s时间内通过电阻R的电荷量_______。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $