专题05 电磁感应与交变电流、电磁波（2大考点）（广东专用）2026年高考物理二模分类汇编

专题05 电磁感应与交变电流、电磁波（解析版） 2大考点概览 考点01 电磁感应 考点02 交变电流、电磁波 电磁感应 考点01 一、单选题 1．(206·广东揭阳·二模)如图所示，两光滑直导轨AB、CD放在水平桌面上，右端连接一个定值电阻，左端放一根导体棒。导轨之间有竖直方向等大的匀强磁场，磁场分界线ab、cd、ef、mn之间的距离均为L，不计导轨和导体棒的电阻，导体棒以速度v水平向右匀速运动，且始终保持与导轨良好接触，以俯视时顺时针方向为电流的正方向，从导体棒经过ab分界线开始计时，通过电阻的电流i、电阻两端的电势差UBD随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．在 时间内，磁场垂直纸面向里，导体棒向右运动，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即顺时针方向，为正值；由于导轨间距 随时间均匀减小，根据 、 解得，故电流 随时间均匀减小。 在 时间内，无磁场，感应电流为零。 在 时间内，磁场垂直纸面向外，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即逆时针方向，为负值；电流大小随时间均匀减小，根据 、 解得，故电流 随时间均匀减小。 图A中第三段电流为正值，故A错误； B．结合A选项的分析，电流先为正且减小，中间为零，后为负且绝对值减小。由于导轨向右运动过程中，接入电路的有效长度均匀减小， 时刻的导轨间距大于 时刻的导轨间距，故 时刻的电流值大于 时刻的电流绝对值。图B符合该规律，故B正确； C．电阻两端电势差 ，其变化规律与电流 一致。即先为正且减小，中间为零，后为负且绝对值减小。且 时刻的电压值应大于 时刻的电压绝对值。图C中第三段起始值的绝对值明显大于第一段结束值，不符合导轨间距减小的事实，故C错误； D．在 时间内，磁场垂直纸面向外，由右手定则可知，感应电流方向为 ，即逆时针方向，流过电阻的电流方向为 ，故电阻两端的电势差；图D中 时间内电势差大于零，故D错误。 故选B。 2．（2026·广东江门·二模）如图所示，相距的平行金属轨道由圆弧轨道和水平轨道两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。足够长的水平轨道区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。光滑导体棒ab的质量，接入电路的电阻，另一导体棒cd的质量，放置在水平轨道上，接入电路的电阻，导体棒cd与水平轨道间的动摩擦因数。现让导体棒ab从距水平轨道高处由静止释放，在之后的运动过程中，导体棒ab未与导体棒cd接触。两导体棒始终与轨道垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab进入磁场后，导体棒cd受到的摩擦力不变 B．导体棒cd的初始位置与水平轨道最左侧间的距离可能为6m C．整个过程中，通过导体棒cd某一截面的电荷量为0.6C D．整个过程中，导体棒cd中产生的焦耳热为 【答案】D 【详解】A．导体棒ab从高度处静止释放，下落到水平轨道上，根据机械能守恒有 解得 根据法拉第电磁感应定律有 解得导体棒ab下落到水平轨道上时的感应电流为 则导体棒cd受到的安培力为 导体棒cd受到的最大静摩擦力为 可知 故导体棒cd不会运动，一直保持静止状态；根据左手定则，可知导体棒ab受到安培力水平向左，则导体棒ab做减速运动，所以感应电流不断减小，则导体棒cd所受安培力不断减小，且一直小于最大静摩擦力，故导体棒cd处于静止，所以导体棒cd受到的是静摩擦力，与安培力平衡，大小相等，方向相反，因安培力不断减小，故导体棒cd受到的摩擦力不断减小，故A错误； B．由题知，导体棒ab未与导体棒cd接触，且导体棒cd一直处于静止状态，故导体棒ab做减速运动，且必须在碰撞到导体棒cd前速度减为零，即当导体棒ab的速度为零时刚好挨在导体棒cd左侧但未与导体棒cd相碰，设导体棒ab减速运动的最大位移为，根据，，， 可得 对导体棒ab，根据动量定理有 又 可得 联立可得 即导体棒cd的初始位置与水平轨道最左侧间的距离至少为6.4m，否则两导体棒会碰撞，故B错误； C．根据 代入数据解得，故C错误； D．根据能量守恒 根据 联立解得，故D正确。 故选D。 二、多选题 3．（2026·佛山顺德·二模）在工业检测的磁控装置实验中，将一均匀导线围成总电阻为的闭合环状扇形线框，其中，圆弧和的圆心均为点，点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。从时刻（如图位置刚好进入第四象限）开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿顺时针方向做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．时，端的电势比端电势高 B．时，感应电动势为 C．该线框产生的感应电动势为 D．内，线框消耗的总电能为 【答案】ABD 【详解】A．根据右手定则可知，时，端的电势比端电势高，A正确； B．时，感应电动势为，B正确； C．内，该线框产生的感应电动势大小为 内，该线框产生的感应电动势大小为； 内，该线框产生的感应电动势大小为；C错误； D．内，线框消耗的总电能为，D正确。 故选ABD。 4．（2025·广东惠州·二调）如图所示，半径为的圆形金属框固定放置在绝缘水平面上，其中心处固定一竖直导体轴。间距为，与水平面成角的平行金属导轨通过导体轴、金属框、导线分别与两导体棒相连。导轨和金属框处分别有与各自所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为。导体棒OA在金属框上绕点以角速度逆时针匀速转动过程中，质量为的导体棒CD（与导轨垂直）恰好即将向上滑动。已知导体棒OA、CD接入电路的电阻值均为，其余部分的电阻均不计，取重力加速度为。则以下说法中正确的是（　　） A．经过导体棒OA的电流从流向 B．导体棒CD的发热功率为 C．一个周期内流过导体棒CD的电荷量为 D．导体棒CD受到的摩擦力大小为 【答案】BD 【详解】A．由右手定则，OA逆时针转动，切割磁感线产生感应电流，电流从O流向A，A错误； B．OA产生的感应电动势 电路总电流 CD发热功率，B正确； C．一个周期内流过CD的电荷量，C错误； D．CD受到的安培力，方向沿导轨向上。CD即将向上滑动，摩擦力向下，由平衡条件 得，D正确。 故选BD。 三、解答题 5．（2026·广东江门·二模）间距为L的足够长平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，导轨左、右两端各连接一个阻值为R的定值电阻，有部分导轨处在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁场的边界线M、N与导轨垂直，M、N间的距离大于L，俯视图如图所示，质量均为m、长度均为L的金属棒a、b垂直导轨放置，用长为L的绝缘轻杆连接，构成工字形框架。现给工字形框架一水平向右、大小为的初速度，工字形框架刚好能完全穿过磁场。金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒a、b接入电路的电阻均为R，不计导轨的电阻。求： (1)金属棒b刚进入磁场的瞬间，金属棒b两端的电压U； (2)工字形框架出磁场的过程中，金属棒b中产生的焦耳热Q； (3)磁场边界M、N间的距离s。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒b刚进入磁场的瞬间，金属棒b切割磁感线产生感应电动势为 此时外电路电阻为 则金属棒b两端的电压 （2）设金属棒b刚要出磁场时的速度为v2，则金属棒b出磁场到金属棒a出磁场的过程中，由动量定理 其中 解得 框架出磁场的过程中，由能量守恒得 此过程中金属棒b产生的热量为 （3）从金属棒a进入磁场到金属棒b出磁场过程，由动量定理 其中 解得 可得磁场边界M、N间的距离 6．（2026·广东深圳·二诊）科创节上某同学设计了一款“划船机”，结构如图甲所示。MN、是两根足够长的固定平行金属导轨，间距为，、点等高。边界、、、、…将导轨平面分隔成个正方形区域，各区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于导轨平面，且相邻磁场方向相反。质量为、边长为的正方形闭合金属框abcd置于导轨上，边与重合，金属框与导轨间的动摩擦因数，边和边的电阻均为。一根不可伸长的绝缘轻绳跨过光滑定滑轮、，绳一端接在边中点，另一端在健身者手中。健身者拉绳，绳上张力随时间变化的关系如图乙所示。内，金属框沿导轨向上做匀加速直线运动，时刻撤去拉力。时金属框的位移恰好为上滑最大位移的，金属框到达最高点后沿导轨下滑。导轨与水平面夹角，导轨电阻不计。不计金属框形变，边与间的轻绳始终与导轨平行，，，，重力加速度为。以下计算结果选用m、g、B、L、R表示。 (1)求时金属框加速度大小和内金属框位移大小； (2)求金属框到达最高点所用时间； (3)真实划船运动中，拉桨（从金属框开始运动到撤去拉力）时间和收桨（金属框从最高点下降到出发点）时间的比值应小于，请论证该次训练中划船机是否能模拟真实划船运动。 【答案】(1)a=0.2g； (2) (3)不能模拟真实划船运动 【详解】（1）根据牛顿第二定律有，时满足 解得 时金属框的位移 联立解得。 （2）从底端到最高点过程中 根据欧姆定律有 线框受到的安培力 根据动量定理有 由于时刻撤去拉力，力的冲量 且有 联立解得。 （3）假设从最高点下滑至底端，耗时，末速度为，根据动量定理有 又有 解得 若下滑距离足够长，金属框有最大下滑速度，满足 解得 下滑至底端的末速度需满足 解得 因为，故不能模拟真实划船运动。 7．（2026·广东·二模）如图所示，倾角的斜面内有一固定金属导轨，其中构成边长为的等边三角形，与平行，且间距为。在处有一极小缺口，使与导轨其余部分不连通；分别接恒压直流电源正、负极。导轨上区域存在垂直斜面向上的有界匀强磁场，边界与垂直，磁感应强度大小为。导轨上有两根相同的金属杆a、b，质量均为，单位长度电阻均为，与导轨间的动摩擦因数均为。a在点，b在上，接通电源后，b恰能静止在导轨上不上滑。某时刻断开电源，a在沿导轨中线的拉力作用下，从点沿斜面向下做速度为的匀速直线运动，经过时撤去拉力。已知a与相距时，b以速度离开磁场。导轨足够长且电阻不计；两杆与导轨始终接触良好且与导轨中线垂直，全程未发生碰撞。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，，，求： (1)恒压直流电源的输出电压； (2)a杆从运动至过程中，安培力对a杆所做的功； (3)a杆最终的速度大小。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）根据左手定则，可知接通电源后，杆b所受安培力沿导轨中线向上，杆b静止，故受力平衡，有 杆b接入电路的电阻，由闭合电路欧姆定律，得回路电流 联立得恒压直流电源的输出电压 （2）杆a沿斜面匀速向下运动，切割磁感线的有效长度随位移变化，由几何关系可知 接入电路电阻 流过杆a的电流 杆a所受安培力 得 则与成正比关系，所以 安培力对杆a做功 联立解得 （3）撤去拉力后，杆b出磁场前，两杆均有 且所受安培力等大反向，故杆a、b总动量守恒。设杆b离开磁场时，杆a速度为，有 此后的运动，只有a杆在磁场中，当a的速度为时，杆a、b组成的回路电流 杆a受安培力减速，安培力 从杆b离开磁场，设杆a在磁场中继续运动时间，前进距离后，速度恰好减小为0，对杆a，由动量定理 即 解得 讨论： ⅰ．当时，杆a在磁场内停下，最终速度为0； ⅱ．当时，出磁场后，杆a以速度沿导轨做匀速直线运动，对a，由动量定理 即 解得 8．(2026·广东佛山·二模)如图所示，表面光滑且绝缘的矩形斜面ACDE与水平面夹角，斜面上有宽为L的矩形匀强磁场区域abcd，其下边界ab与AC平行，磁场方向垂直斜面向上。两个相同的正方形线圈甲和乙在斜面上并排放置，线圈的下边均与cd平行，甲的下边与cd相距为L。线圈的边长为L、质量为m、电阻为R。现同时无初速释放甲、乙线圈，已知甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动；当甲的上边进入磁场时，乙恰好追上甲并与甲发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后甲的上边通过磁场的时间为，重力加速度为g。求： (1)磁场的磁感应强度B的大小，以及乙释放时其下边与cd间的距离； (2)碰撞后瞬间甲的加速度大小； (3)甲和乙通过磁场区域全过程产生的焦耳热之比。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动，则 其中 解得， 甲的上边进入磁场时的时间 乙线圈下滑的加速度为 则 （2）乙线圈下边与甲相碰之前的速度 因两线圈质量相同，则发生弹性碰撞时，根据动量守恒和能量关系， 可得， 则碰后甲的加速度， 解得，方向沿斜面向上； （3）乙线圈进入磁场时的速度，可知乙线圈匀速进入磁场，然后匀速出离磁场，则产生的热量 甲线圈进入磁场时产生的热量 出离磁场时由动量定理（沿斜面向下为正） 其中， 解得 此过程线圈甲产生的焦耳热 可得甲和乙通过磁场区域全过程产生的焦耳热之比 9．（2026·广东湛江·二模）设计小组研制的电磁弹射系统模型如图所示，主要由间距为d的水平平行金属导轨、电源和搭载模型飞机的动子组成，动子主要由导体棒和安置飞机的压缩弹簧（绝缘）装置组成。导轨所在平面存在垂直导轨平面向下的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B当开关接“1”时，电路中电流恒定为I，动子在安培力作用下带动飞机向右加速，加速距离L到达虚线MN时，开关从“1”断开后与“2”接通，接通后动子减速滑行至速度大小衰减为MN处的90%时，动子上弹簧装置被触发将飞机弹开，飞机脱离动子，动子继续滑行距离s后停在导轨上。已知动子（含弹簧装置）质量为m、飞机质量为3m，弹簧装置被触发到飞机脱离动子过程，动子克服安培力做功大小为W，飞机脱离动子时速度大小是动子速度大小的3倍，导体棒接入电路的电阻阻值为R，忽略导轨的电阻和摩擦阻力，求： (1)到达MN时，飞机的速度大小v0； (2)飞机脱离后，动子滑行过程中通过回路的电荷量q； (3)飞机被弹开过程中，弹簧装置释放的弹性势能Ep。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由动能定理 解得到达MN时，飞机的速度大小 （2）解法一：设飞机脱离后，动子滑行至静止平均速度为，由 平均电流 电荷量 又 解得 解法二：由， 平均电流 电荷量 解得 （3）设飞机脱离时，动子的速度大小为v，由动量定理 可得 由能量守恒 解得 交变电流、电磁波 考点02 一、单选题 1．(2026·广东揭阳·)如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的方向在1s内变化50次 B．线圈转到图示位置时，交流电流表的示数达到最大值 C．线圈转到图示位置时，CD边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的有效值变为440V 【答案】D 【详解】A．交流电的角速度为，根据 可得频率为 一个周期内电流方向改变2次，可知该交流电的方向在1s内变化100次，故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁通量为零，感应电动势和感应电流的瞬时值最大，但是交流电流表的示数为交流电的有效值，不随时间变化，电流表的示数保持不变，故B错误； C．线圈沿逆时针方向转动，图示位置CD边向上运动切割磁感线，AB边向下运动切割磁感线，根据右手定则可知感应电流方向为逆时针，即由D到C，再根据左手定则可知CD边受到的安培力方向向下，故C错误； D．电动势随时间变化的规律为，有效值为。仅线圈转速加倍，电动势的有效值 角速度加倍，可知有效值变为440V，故D正确。 故选D。 2．(25-26高三·广东佛山·)2026年1月，我国自主研发的全球首台兆瓦级浮空风力发电系统——S2000成功完成试飞和并网验证。该系统采用飞艇状浮空器携带发电机组，将高空风力资源转化为电能并通过电缆传输回地面。若S2000的输出电压u随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为100Hz B．输出电压的有效值为 C．输出电压表达式为 D．若将S2000的输出电压降为220V，则变压器原、副线圈匝数之比为300:1 【答案】D 【详解】A．该交流电的频率为，故A错误； B．输出电压的有效值为，故B错误； C．输出电压表达式为，故C错误； D．原副线圈的匝数之比为，故D正确。 故选D。 3．（2026·广东江门·二模）如图所示，理想变压器原线圈经阻值的定值电阻与交流电源相连，交流电源的电压为40 V，原、副线圈的匝数比，当电阻箱R阻值调至32 Ω时，副线圈的输出功率为（　　） A．100 W B．200 W C．400 W D．800 W 【答案】B 【详解】设原线圈中的电流为 ，副线圈中的电流为 ，原线圈两端电压为 ，副线圈两端电压为 。 根据理想变压器电流与匝数的关系可知： 即 。 副线圈两端电压由欧姆定律可得： 根据理想变压器电压与匝数的关系可知： 即 。 对原线圈回路，根据闭合电路电压关系（电源电压等于在电阻 上的电压与原线圈电压之和）： 代入数据得： ；解得原线圈电流： 则副线圈电流： 副线圈的输出功率： 故选B。 4．（2026·广东汕头·二模）汕头南澳海上某风电场采用搭载永磁同步发电机的风力机组，该机组使用4极发电机，其转速公式为，其中f为频率，p为发电机的极数。发电机产生的电动势e＝975sin100πt（V），下列说法正确的是（　　） A．电动势有效值为 B．发电机转速为1500 r/min C．当转速增大时，交流电的频率增大，电动势不变 D．当电动势为零时，发电机中线圈的磁通量也为零 【答案】B 【详解】A．正弦式交变电流有效值 ，故A错误； B．已知极数，代入转速公式 ，故B正确； C．转速n增大时，可知频率f也增大，角速度增大，根据电动势最大值可知，增大，电动势也会增大，故C错误； D．电动势为零时，线圈处于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率为零，故D错误。 故选B。 5．（2026·广东·二模）某款手机电池充电器可视为理想变压器，880匝的原线圈接在220 V交流电源两端，副线圈可在20匝普通充电和40匝快充两种模式之间切换，对同一电池充电时，快充的功率是普通充电功率的12倍，则快充与普通充电的电流之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】理想变压器原副线圈电压满足 因此副线圈电压与匝数成正比 即 充电功率，且 代入得 整理得 即快充与普通充电的电流之比为 故选B。 6．（2026·广东深圳·二诊）如图甲，矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，线框共100匝。下列说法中正确的是（     ） A．交变电流的频率为 B．交变电流电动势的有效值为 C．时刻线框转至图甲所示位置 D．时刻线框电流方向发生改变 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，交变电流的周期 ，则频率 ，故A错误； B．磁通量的最大值 ，角速度 感应电动势的最大值 有效值 ，故B错误； C． 时刻，由图乙可知磁通量达到最大值，此时线框平面应垂直于磁感线，而图甲所示位置线框平面与磁感线平行（磁通量为0），故C错误； D．，此时磁通量达到最大值，线框位于中性面，感应电流为零，电流方向发生改变，故D正确。 故选D。 7．（2026·广东湛江·高考测试（二））如图，发电站向工厂远距离输电，发电站将U1=5.5kV的交变电流通过升压变压器变为U2=550kV的交变电流进行输送，经过总电阻为r的输电线路远距离输送到变电站一，变电站一将输入电压U3降为U4=10kV后输入给工厂用电图中变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．U3大小为550kV B．输电线路损失功率为 C．输电线路电流为 D．降压变压器原、副线圈匝数比为55∶1 【答案】B 【详解】A．输电线存在电压损失，因此降压变压器的输入电压 故A错误； B．输电线的电压损失 由功率公式可得输电损失功率 故B正确； C．输电电流等于输电线电压损失除以输电线电阻，即 故C错误； D．理想变压器匝数比等于电压比，降压变压器原线圈电压为，副线圈电压，因此匝数比 故D错误。 故选B。 8．（2026·广东汕头·二模）我国科研团队正研发可超高速无线传输数据的植入式脑机接口技术，其内置芯片采用了频率为的太赫兹电磁波作为载波，人体神经信号的频率范围约为1~1000 Hz。关于该通信过程，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹电磁波属于横波 B．太赫兹电磁波在真空中的传播速度比无线电波快 C．将太赫兹电磁波与神经信号叠加并发射出去的过程属于调谐 D．体外接收电路若要接收此信号，其固有频率应调至与神经信号频率相近 【答案】A 【详解】A．所有电磁波的电场、磁场振动方向均与传播方向垂直，属于横波，太赫兹电磁波属于电磁波，故A正确； B．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，与频率无关，太赫兹电磁波和无线电波都属于电磁波，真空中传播速度相同，故B错误； C．将低频神经信号加载到高频太赫兹载波上并发射的过程是调制，调谐是接收端调节电路固有频率、与待接收电磁波频率匹配的过程，故C错误； D．体外接收电路需要和载波（太赫兹电磁波）的频率相近才能发生电谐振、接收到信号，神经信号是加载在载波上的低频信号，故D错误。 故选A。 二、多选题 9．（2025·广东惠州·二调）如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A．交变电流的方向每秒改变100次 B．输电线的总电阻 C．输电线损失的功率为 D．当时，电压表的示数是0 【答案】ABC 【详解】A．由知，角速度，频率，每秒方向改变次，故A正确； BC．充电桩电压有效值，功率，则降压变压器副线圈电流 由匝数比，得， 升压变压器副线圈电压 输电线损失电压 总电阻 输电线功率损失，故BC正确； D．电压表测有效值，时示数仍为，故D错误。 故选ABC。 2 / 20 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电磁感应与交变电流、电磁波（答案版） 2大考点概览 考点01 电磁感应 考点02 交变电流、电磁波 电磁感应 考点01 一、单选题 1．【答案】B 2．【答案】D 二、多选题 3．【答案】ABD 4．【答案】BD 三、解答题 5．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒b刚进入磁场的瞬间，金属棒b切割磁感线产生感应电动势为 此时外电路电阻为 则金属棒b两端的电压 （2）设金属棒b刚要出磁场时的速度为v2，则金属棒b出磁场到金属棒a出磁场的过程中，由动量定理 其中 解得 框架出磁场的过程中，由能量守恒得 此过程中金属棒b产生的热量为 （3）从金属棒a进入磁场到金属棒b出磁场过程，由动量定理 其中 解得 可得磁场边界M、N间的距离 6．【答案】(1)a=0.2g； (2) (3)不能模拟真实划船运动 【详解】（1）根据牛顿第二定律有，时满足 解得 时金属框的位移 联立解得。 （2）从底端到最高点过程中 根据欧姆定律有 线框受到的安培力 根据动量定理有 由于时刻撤去拉力，力的冲量 且有 联立解得。 （3）假设从最高点下滑至底端，耗时，末速度为，根据动量定理有 又有 解得 若下滑距离足够长，金属框有最大下滑速度，满足 解得 下滑至底端的末速度需满足 解得 因为，故不能模拟真实划船运动。 7．【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）根据左手定则，可知接通电源后，杆b所受安培力沿导轨中线向上，杆b静止，故受力平衡，有 杆b接入电路的电阻，由闭合电路欧姆定律，得回路电流 联立得恒压直流电源的输出电压 （2）杆a沿斜面匀速向下运动，切割磁感线的有效长度随位移变化，由几何关系可知 接入电路电阻 流过杆a的电流 杆a所受安培力 得 则与成正比关系，所以 安培力对杆a做功 联立解得 （3）撤去拉力后，杆b出磁场前，两杆均有 且所受安培力等大反向，故杆a、b总动量守恒。设杆b离开磁场时，杆a速度为，有 此后的运动，只有a杆在磁场中，当a的速度为时，杆a、b组成的回路电流 杆a受安培力减速，安培力 从杆b离开磁场，设杆a在磁场中继续运动时间，前进距离后，速度恰好减小为0，对杆a，由动量定理 即 解得 讨论： ⅰ．当时，杆a在磁场内停下，最终速度为0； ⅱ．当时，出磁场后，杆a以速度沿导轨做匀速直线运动，对a，由动量定理 即 解得 8．【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动，则 其中 解得， 甲的上边进入磁场时的时间 乙线圈下滑的加速度为 则 （2）乙线圈下边与甲相碰之前的速度 因两线圈质量相同，则发生弹性碰撞时，根据动量守恒和能量关系， 可得， 则碰后甲的加速度， 解得，方向沿斜面向上； （3）乙线圈进入磁场时的速度，可知乙线圈匀速进入磁场，然后匀速出离磁场，则产生的热量 甲线圈进入磁场时产生的热量 出离磁场时由动量定理（沿斜面向下为正） 其中， 解得 此过程线圈甲产生的焦耳热 可得甲和乙通过磁场区域全过程产生的焦耳热之比 9．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由动能定理 解得到达MN时，飞机的速度大小 （2）解法一：设飞机脱离后，动子滑行至静止平均速度为，由 平均电流 电荷量 又 解得 解法二：由， 平均电流 电荷量 解得 （3）设飞机脱离时，动子的速度大小为v，由动量定理 可得 由能量守恒 解得 交变电流、电磁波 考点02 一、单选题 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】B 4．【答案】B 5．【答案】B 6．【答案】D 7．【答案】B 8．【答案】A 二、多选题 9．【答案】ABC 2 / 20 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电磁感应与交变电流、电磁波（原卷版） 2大考点概览 考点01 电磁感应 考点02 交变电流、电磁波 电磁感应 考点01 一、单选题 1．(206·广东揭阳·二模)如图所示，两光滑直导轨AB、CD放在水平桌面上，右端连接一个定值电阻，左端放一根导体棒。导轨之间有竖直方向等大的匀强磁场，磁场分界线ab、cd、ef、mn之间的距离均为L，不计导轨和导体棒的电阻，导体棒以速度v水平向右匀速运动，且始终保持与导轨良好接触，以俯视时顺时针方向为电流的正方向，从导体棒经过ab分界线开始计时，通过电阻的电流i、电阻两端的电势差UBD随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（2026·广东江门·二模）如图所示，相距的平行金属轨道由圆弧轨道和水平轨道两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。足够长的水平轨道区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。光滑导体棒ab的质量，接入电路的电阻，另一导体棒cd的质量，放置在水平轨道上，接入电路的电阻，导体棒cd与水平轨道间的动摩擦因数。现让导体棒ab从距水平轨道高处由静止释放，在之后的运动过程中，导体棒ab未与导体棒cd接触。两导体棒始终与轨道垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab进入磁场后，导体棒cd受到的摩擦力不变 B．导体棒cd的初始位置与水平轨道最左侧间的距离可能为6m C．整个过程中，通过导体棒cd某一截面的电荷量为0.6C D．整个过程中，导体棒cd中产生的焦耳热为 二、多选题 3．（2026·佛山顺德·二模）在工业检测的磁控装置实验中，将一均匀导线围成总电阻为的闭合环状扇形线框，其中，圆弧和的圆心均为点，点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。从时刻（如图位置刚好进入第四象限）开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿顺时针方向做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．时，端的电势比端电势高 B．时，感应电动势为 C．该线框产生的感应电动势为 D．内，线框消耗的总电能为 4．（2025·广东惠州·二调）如图所示，半径为的圆形金属框固定放置在绝缘水平面上，其中心处固定一竖直导体轴。间距为，与水平面成角的平行金属导轨通过导体轴、金属框、导线分别与两导体棒相连。导轨和金属框处分别有与各自所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为。导体棒OA在金属框上绕点以角速度逆时针匀速转动过程中，质量为的导体棒CD（与导轨垂直）恰好即将向上滑动。已知导体棒OA、CD接入电路的电阻值均为，其余部分的电阻均不计，取重力加速度为。则以下说法中正确的是（　　） A．经过导体棒OA的电流从流向 B．导体棒CD的发热功率为 C．一个周期内流过导体棒CD的电荷量为 D．导体棒CD受到的摩擦力大小为 三、解答题 5．（2026·广东江门·二模）间距为L的足够长平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，导轨左、右两端各连接一个阻值为R的定值电阻，有部分导轨处在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁场的边界线M、N与导轨垂直，M、N间的距离大于L，俯视图如图所示，质量均为m、长度均为L的金属棒a、b垂直导轨放置，用长为L的绝缘轻杆连接，构成工字形框架。现给工字形框架一水平向右、大小为的初速度，工字形框架刚好能完全穿过磁场。金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒a、b接入电路的电阻均为R，不计导轨的电阻。求： (1)金属棒b刚进入磁场的瞬间，金属棒b两端的电压U； (2)工字形框架出磁场的过程中，金属棒b中产生的焦耳热Q； (3)磁场边界M、N间的距离s。 6．（2026·广东深圳·二诊）科创节上某同学设计了一款“划船机”，结构如图甲所示。MN、是两根足够长的固定平行金属导轨，间距为，、点等高。边界、、、、…将导轨平面分隔成个正方形区域，各区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于导轨平面，且相邻磁场方向相反。质量为、边长为的正方形闭合金属框abcd置于导轨上，边与重合，金属框与导轨间的动摩擦因数，边和边的电阻均为。一根不可伸长的绝缘轻绳跨过光滑定滑轮、，绳一端接在边中点，另一端在健身者手中。健身者拉绳，绳上张力随时间变化的关系如图乙所示。内，金属框沿导轨向上做匀加速直线运动，时刻撤去拉力。时金属框的位移恰好为上滑最大位移的，金属框到达最高点后沿导轨下滑。导轨与水平面夹角，导轨电阻不计。不计金属框形变，边与间的轻绳始终与导轨平行，，，，重力加速度为。以下计算结果选用m、g、B、L、R表示。 (1)求时金属框加速度大小和内金属框位移大小； (2)求金属框到达最高点所用时间； (3)真实划船运动中，拉桨（从金属框开始运动到撤去拉力）时间和收桨（金属框从最高点下降到出发点）时间的比值应小于，请论证该次训练中划船机是否能模拟真实划船运动。 7．（2026·广东·二模）如图所示，倾角的斜面内有一固定金属导轨，其中构成边长为的等边三角形，与平行，且间距为。在处有一极小缺口，使与导轨其余部分不连通；分别接恒压直流电源正、负极。导轨上区域存在垂直斜面向上的有界匀强磁场，边界与垂直，磁感应强度大小为。导轨上有两根相同的金属杆a、b，质量均为，单位长度电阻均为，与导轨间的动摩擦因数均为。a在点，b在上，接通电源后，b恰能静止在导轨上不上滑。某时刻断开电源，a在沿导轨中线的拉力作用下，从点沿斜面向下做速度为的匀速直线运动，经过时撤去拉力。已知a与相距时，b以速度离开磁场。导轨足够长且电阻不计；两杆与导轨始终接触良好且与导轨中线垂直，全程未发生碰撞。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，，，求： (1)恒压直流电源的输出电压； (2)a杆从运动至过程中，安培力对a杆所做的功； (3)a杆最终的速度大小。 8．(2026·广东佛山·二模)如图所示，表面光滑且绝缘的矩形斜面ACDE与水平面夹角，斜面上有宽为L的矩形匀强磁场区域abcd，其下边界ab与AC平行，磁场方向垂直斜面向上。两个相同的正方形线圈甲和乙在斜面上并排放置，线圈的下边均与cd平行，甲的下边与cd相距为L。线圈的边长为L、质量为m、电阻为R。现同时无初速释放甲、乙线圈，已知甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动；当甲的上边进入磁场时，乙恰好追上甲并与甲发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后甲的上边通过磁场的时间为，重力加速度为g。求： (1)磁场的磁感应强度B的大小，以及乙释放时其下边与cd间的距离； (2)碰撞后瞬间甲的加速度大小； (3)甲和乙通过磁场区域全过程产生的焦耳热之比。 9．（2026·广东湛江·二模）设计小组研制的电磁弹射系统模型如图所示，主要由间距为d的水平平行金属导轨、电源和搭载模型飞机的动子组成，动子主要由导体棒和安置飞机的压缩弹簧（绝缘）装置组成。导轨所在平面存在垂直导轨平面向下的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B当开关接“1”时，电路中电流恒定为I，动子在安培力作用下带动飞机向右加速，加速距离L到达虚线MN时，开关从“1”断开后与“2”接通，接通后动子减速滑行至速度大小衰减为MN处的90%时，动子上弹簧装置被触发将飞机弹开，飞机脱离动子，动子继续滑行距离s后停在导轨上。已知动子（含弹簧装置）质量为m、飞机质量为3m，弹簧装置被触发到飞机脱离动子过程，动子克服安培力做功大小为W，飞机脱离动子时速度大小是动子速度大小的3倍，导体棒接入电路的电阻阻值为R，忽略导轨的电阻和摩擦阻力，求： (1)到达MN时，飞机的速度大小v0； (2)飞机脱离后，动子滑行过程中通过回路的电荷量q； (3)飞机被弹开过程中，弹簧装置释放的弹性势能Ep。 交变电流、电磁波 考点02 一、单选题 1．(2026·广东揭阳·)如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的方向在1s内变化50次 B．线圈转到图示位置时，交流电流表的示数达到最大值 C．线圈转到图示位置时，CD边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的有效值变为440V 2．(25-26高三·广东佛山·)2026年1月，我国自主研发的全球首台兆瓦级浮空风力发电系统——S2000成功完成试飞和并网验证。该系统采用飞艇状浮空器携带发电机组，将高空风力资源转化为电能并通过电缆传输回地面。若S2000的输出电压u随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为100Hz B．输出电压的有效值为 C．输出电压表达式为 D．若将S2000的输出电压降为220V，则变压器原、副线圈匝数之比为300:1 3．（2026·广东江门·二模）如图所示，理想变压器原线圈经阻值的定值电阻与交流电源相连，交流电源的电压为40 V，原、副线圈的匝数比，当电阻箱R阻值调至32 Ω时，副线圈的输出功率为（　　） A．100 W B．200 W C．400 W D．800 W 4．（2026·广东汕头·二模）汕头南澳海上某风电场采用搭载永磁同步发电机的风力机组，该机组使用4极发电机，其转速公式为，其中f为频率，p为发电机的极数。发电机产生的电动势e＝975sin100πt（V），下列说法正确的是（　　） A．电动势有效值为 B．发电机转速为1500 r/min C．当转速增大时，交流电的频率增大，电动势不变 D．当电动势为零时，发电机中线圈的磁通量也为零 5．（2026·广东·二模）某款手机电池充电器可视为理想变压器，880匝的原线圈接在220 V交流电源两端，副线圈可在20匝普通充电和40匝快充两种模式之间切换，对同一电池充电时，快充的功率是普通充电功率的12倍，则快充与普通充电的电流之比为（　　） A． B． C． D． 6．（2026·广东深圳·二诊）如图甲，矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，线框共100匝。下列说法中正确的是（     ） A．交变电流的频率为 B．交变电流电动势的有效值为 C．时刻线框转至图甲所示位置 D．时刻线框电流方向发生改变 7．（2026·广东湛江·高考测试（二））如图，发电站向工厂远距离输电，发电站将U1=5.5kV的交变电流通过升压变压器变为U2=550kV的交变电流进行输送，经过总电阻为r的输电线路远距离输送到变电站一，变电站一将输入电压U3降为U4=10kV后输入给工厂用电图中变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．U3大小为550kV B．输电线路损失功率为 C．输电线路电流为 D．降压变压器原、副线圈匝数比为55∶1 8．（2026·广东汕头·二模）我国科研团队正研发可超高速无线传输数据的植入式脑机接口技术，其内置芯片采用了频率为的太赫兹电磁波作为载波，人体神经信号的频率范围约为1~1000 Hz。关于该通信过程，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹电磁波属于横波 B．太赫兹电磁波在真空中的传播速度比无线电波快 C．将太赫兹电磁波与神经信号叠加并发射出去的过程属于调谐 D．体外接收电路若要接收此信号，其固有频率应调至与神经信号频率相近 二、多选题 9．（2025·广东惠州·二调）如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A．交变电流的方向每秒改变100次 B．输电线的总电阻 C．输电线损失的功率为 D．当时，电压表的示数是0 2 / 20 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $