专题06 磁场 电磁感应（天津专用）2026年高考物理二模分类汇编

**基本信息** 聚焦磁场、电磁感应、交变电流三大考点，精选天津多区二模真题，融合可控核聚变、电磁弹射等科技前沿情境，突出综合应用能力考查的高三专题汇编。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|25题（约80%）|磁场（洛伦兹力、复合场运动）、电磁感应（法拉第定律、电磁阻尼）、交变电流（变压器、远距离输电）|以“中国环流三号”核聚变约束、电磁减震器等真实情境命题，如第6题结合磁场约束技术，第23题模拟电磁弹射，多问设计梯度明显（如第1题从原理分析到定量计算）| |选择题|13题（约20%）|交变电流描述、变压器动态分析|注重基础概念辨析，如第27题变压器匝数比与功率关系，第34题无线充电原理，匹配高考命题趋势|

专题06 磁场 电磁感应 3大考点概览 考点01 磁场 考点02 电磁感应 考点03 交变电流 磁场 考点1 1．(25-26高三下·天津红桥区·二模)在《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》一课的教学中，教师为了启发学生的高阶思维，利用易拉罐做了一个电磁阻尼的演示实验。如图所示，一竖直放置的薄壁厚度为d，电阻率为的铝制易拉罐，可绕通过中心的竖直光滑固定轴自由转动，轴到桶壁的距离为。在易拉罐外侧附近固定一条形磁铁，其横截面为边长L的正方形磁铁的N极正对罐壁，靠近但恰好不接触，此处的磁感应强度大小为B。现使易拉罐以某一初角速度绕轴俯视逆时针转动，由于罐壁与磁场间的相互作用，易拉罐做减速转动，经过时间t后停止转动。易拉罐可等效为质量为m的理想管状物，其上下表面的质量忽略不计，忽略空气阻力。 (1)在如图所示的视角中判断磁铁正对的易拉罐表面产生的感应电流方向，并说明感应电流和阻尼现象产生的具体原理； (2)若只考虑磁铁靠近且正对部分易拉罐上的电阻，其余部分电阻和磁场忽略不计，用题中所给字母表示易拉罐最初所受到的安培力F的大小； (3)从易拉罐开始转动到完全停下来，易拉罐所转的圈数n。 【答案】(1)方向向上，由于铝制易拉罐在转动过程中切割磁感线产生感应电流，感应电流在磁场中又受到安培力的作用，阻碍了导体与磁铁间的相对运动故而形成电磁阻尼 (2) (3) 【来源】天津市红桥区2025-2026学年高三下学期二模考试物理试题 【详解】（1）磁铁的N极正对罐壁，易拉罐绕轴俯视逆时针转动，可视为与磁铁正对的易拉罐表面与轴平行的金属线切割磁感线，由右手定则可知感应电流的方向向上。由于铝制易拉罐在转动过程中切割磁感线产生感应电流，感应电流在磁场中又受到安培力的作用，阻碍了导体与磁铁间的相对运动故而形成电磁阻尼。 （2）如图所示，磁铁正对部分的易拉罐所受到的安培力为 根据闭合回路欧姆定律 根据法拉第电磁感应定律推导可得动生电动势 根据电阻定律 解得 （3）根据如图对易拉罐在转动方向上动量定理 其中 设为易拉罐转过的角，则有， 解得 2．(25-26高三·天津河东区·)如图所示，竖直平面内固定一足够长的“U”型金属导轨，质量为、电阻不计的金属棒垂直导轨静置于绝缘固定支架上。支架上方存在竖直向下的匀强磁场，边长为的正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场互不影响，且磁感应强度大小与时间的关系均为（T）。支架上方导轨单位长度的电阻为，下方导轨的总电阻为。从时刻开始，对金属棒施加竖直向上的拉力，使其以加速度向上做匀加速直线运动。金属棒始终与导轨接触良好，与导轨间动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： (1)区域产生感应电动势的大小和金属棒中电流的方向； (2)时，金属棒中的电流大小； (3)经过多长时间，对金属棒所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 【答案】(1)，从流向 (2) (3)， 【来源】天津市河东区2025-2026学年度第二学期高三质量检测（二）物理试卷 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，感应电动势 由题意知（T），可知 联立解得 由楞次定律，可知金属棒中电流的方向从流向 （2）金属棒向上运动的位移 支架上方的电阻 由闭合电路欧姆定律得 联立解得 （3）根据牛顿第二定律 又由，其中 联立可得 根据均值不等式可知，当时，有最大值 解得， 3．(25-26高三下·天津红桥区·二模)一个带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x正方向成的方向射入第一象限内磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，电场强度大小为E，方向沿x轴负方向。不计粒子重力，求： (1)带电粒子的比荷； (2)带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标； (3)带电粒子从开始到第三次经过y轴所需要的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】天津市红桥区2025-2026学年高三下学期二模考试物理试题 【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律得 粒子运动轨迹如图所示 由几何知识得 联立解得 （2）粒子离开磁场时，离O的竖直距离为 粒子在电场中做匀减速直线运动 其中 解得 故粒子速度第一次为零时的坐标为 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 粒子在磁场中运动的总时间 粒子从y轴进入电场至速度为0的过程中，可得， 解得 粒子从P点射入到第三次经过y轴的总时间 4．(25-26高三下·天津河西区·)如图所示，纸面内的矩形区域内有平行于向上的匀强电场，电场强度为，边长为，e为边中点。正三角形区域内有垂直纸面的匀强磁场，其右侧有一个平行于的粒子接收屏，到接收屏的垂直距离为L。质量为m、带电量为的粒子从a点以初速度垂直电场线射入电场中，经电场偏转后从e点进入匀强磁场，随后从点射出磁场并打在接收屏上。粒子重力不计，忽略边缘效应。求： (1)粒子经过e点时速度v的大小及其方向与边的夹角； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小及方向； (3)粒子从a点运动到接收屏的时间t。 【答案】(1)2v0，方向与边的夹角 (2)，方向垂直纸面向外； (3) 【来源】天津市河西区2025-2026学年高三下学期总复习质量调查（二） 物理试卷 【详解】（1）粒子在电场中做平抛运动，竖直方向的加速度 到达e点时的竖直速度 则e点的速度大小 方向与边的夹角为，可得 （2）粒子从e点到f点做匀速圆周运动，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外；由几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的半径 则由 可得 （3）粒子在电场中运动的时间 在磁场中运动的时间 粒子从磁场射出时的速度方向垂直于接收屏，则从f到接收屏的时间为 则总时间为 5．利用粒子分析系统可对在太空捕获的未知粒子进行分析。核心部件包含粒子加速模块与速度选择模块，简化后的结构如图所示，粒子源可连续发射初速度可忽略的带正电粒子，经加速器后以一定的速度进入速度选择器，为速度选择器的水平轴线，速度选择器两极板间同时存在竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为，已知加速模块的加速电压可调节，当加速器电压为时，速度选择器的极板长度无论取何值，均能使粒子到达点，求： (1)粒子的比荷； (2)若将加速电压减小为，粒子会从正下方的点沿水平方向射出，求粒子水平射出时的速度的大小； (3)在满足（2）的情况下，求速度选择器极板间距的最小值以及极板长度应满足的条件。 【答案】(1) (2) (3)，（） 【来源】2026届天津市和平区高三第二学期第二次质量调查物理试题 【详解】（1）粒子在加速器中运动，有 在速度选择器中做匀速直线运动，有 联立可得。 （2）粒子在加速器中运动，有 可得 将分解为大小为和的两个分速度，其中， 则 （3）粒子在磁场中做圆周运动，有 极板间距 可得 粒子在磁场中做圆周运动的周期为 粒子在速度选择器中运动的时间为（） 速度选择器的极板长 可得（） 6．近期以Deepseek为代表的我国自主知识产权的人工智能大模型正在迅猛发展，这些大模型在应用中都离不开能源的支撑。据统计我国每年的能源消耗是美国的两倍，是印度的六倍，现在我国67%的能源来源于火力发电。2025年3月可控核聚变实验装置“中国环流三号”又有新的技术突破，这标志着可控核聚变离并网发电又更近了一步，届时能源问题将彻底解决。利用高温超导产生的强磁场将高温反应中的带电粒子“约束”在一定区域内，使其不能射出，是可控核聚变的关键性技术难点。某同学为探究带电粒子的“约束”问题，构想了如图所示的磁场区域，假设匀强磁场的磁感应强度大小为B、垂直于纸面，其边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的一点，P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为的带负电粒子，粒子速度连续分布，且无相互作用。不计粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶ (1)粒子源在A点时，若所有粒子都不能穿出磁场，粒子速度的最大值； (2)粒子源在O时，被磁场约束的粒子速度最大值； (3)粒子源在P点时，被磁场约束的粒子速度的最大值。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2025届天津市红桥区高三下学期二模物理试卷 【详解】（1）如图1所示 由题意可知当粒子从A点与内圆相切向上射入磁场，轨迹恰好与外圆相切，根据几何关系有 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 解得 （2）如图2所示 当粒子源在O时，粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子每次经过磁场时间为最大值，设粒子运动半径为，在中有OA2+AC2=OC2 即 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有 解得 （3）如图3所示 当粒子源在P点时，越大，轨迹半径越大 根据正弦定理有 又因为的最大值为1，故的最大值为0.5 粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子的半径最大，速度为最大值，设粒子运动半径为，根据几何关系可得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有 解得 7．如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆形边界，AB为其水平直径，圆形边界内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，过B点的竖直线BD与水平线BC间存在方向竖直向上、电场强度大小为 (未知量)的匀强电场，P点是匀强电场中的某点。现让电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)从A 点射入匀强磁场，然后从B 点离开匀强磁场，粒子在匀强磁场中运动的轨迹圆的半径为2r，粒子经过一段时间t0从B 点运动到 P点时速度恰好水平向右。求： (1)粒子从A 点射入匀强磁场时速度 v0的大小和从A 点运动到B 点所用时间t； (2)匀强电场的电场强度的大小和BP两点间的电势差 。 【答案】(1)， (2)， 【来源】2025届天津市南开区高三下学期二模考试物理试题 【详解】（1）粒子在磁场中运动，有 解得 如图所示 根据几何关系有 解得 粒子在磁场中运动周期 解得运动时间为 （2）粒子从点离开磁场时，速度方向与水平线夹角为。把点的速度沿水平方向和竖直方向分解，则有 由类平抛运动的规律可得， 解得 方法一：， 解得 方法二：， 解得 8．利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在xOy平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，的虚线界面右侧是接收离子的区域。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子，已知离子入射速度与y轴夹角最大值为60°，且速度大小与角之间存在一定的关系，现已测得离子两种运动情况：①当离子沿y轴正方向以大小为（未知）的速度入射时，离子恰好通过坐标为的P点；②当离子的入射速度大小为（未知），方向与y轴夹角入射时，离子垂直通过界面，不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 (1)求的大小； (2)求的大小及②情况下离子到达界面时与x轴之间的距离； (3)现测得离子入射速度大小随变化的关系为，为回收离子，今在界面右侧加一宽度也为L且平行于轴的匀强电场，如图所示，为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面，求所加电场的电场强度至少为多大？ 【答案】(1) (2)，， (3) 【来源】2025届天津市和平区高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】（1）当离子沿y轴正方向以大小为的速度入射时，离子恰好通过坐标为的P点，由几何关系可得 由牛顿第二定律有 联立解得 （2）若离子与y轴夹角向左上入射时，运动轨迹如图所示 由几何关系可得 由牛顿第二定律有 解得 离子到达界面时与x轴之间的距离 若离子与y轴夹角向右上入射时，运动轨迹如图所示 由几何关系可得 由牛顿第二定律有 解得 离子到达界面时与x轴之间的距离 （3）离子入射速度大小随变化的关系为 由牛顿第二定律有 离子运动半径为 可知，圆心一定在界面上，即离子一定垂直通过界面，当时，通过界面的速度最大，则保证此离子不能穿越电场区域且重回界面即可，此时速度 恰好能重回界面的离子到达右边界的速度方向与界面平行，设其为，对该离子竖直方向运用动量定理有 两边求和可得 又由动能定理得 联立解得 9．为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】2024届天津市南开区高三下学期二模考试物理试题 【详解】（1）粒子从A点运动到C点，根据动能定理有 解得 （2）设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，由几何关系有 解得 由牛顿第二定律有 解得 （3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，如图所示 由几何关系有 解得 由几何关系可知，粒子在危险区运动时与绝缘薄板发生2次碰撞后射出危险区，粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为 10．如图，平行板电容器两板间距离为，板间电压大小为，同时板间还存在匀强磁场。平行板电容器右侧有内径为、外径为内径的2倍的圆环状匀强磁场。比荷为的正离子从电容器左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入环形磁场，离子的重力可忽略。求： （1）离子射入两板间的速率； （2）若离子恰好不能进入小圆区域，磁感应强度的大小； （3）满足第（2）问结果的条件下，粒子通过环形磁场所用的时间（，，取3）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】2024届天津市红桥区高三下学期二模考试物理试卷 【详解】（1）设离子射入匀强磁场时的速率为v，在两板间恰好做匀速直线运动，则有 解得 （2）若离子恰好不能进入小圆区域，设离子与小圆相切时轨道半径为，此时轨迹如图所示 在中，由几何关系得 解得 在环形磁场中，洛伦兹力提供向心力 解得 （3）电粒子在磁场中运动的周期 根据几何关系可得 可得 可知轨迹对应的圆心角约为，则有 11．芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。 （1）求加速电场的电压U； （2）求圆形磁分析器的半径r； （3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场，其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度至少为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】2024届天津市十二区重点学校高三下学期联考（二模）物理试题 【详解】（1）在加速电场有 解得 下图为（2）（3）问运动轨迹的配图 （2）在圆形磁分析器中，做圆周运动，运动轨迹如图 其周期为 在磁场中运动时间有 有几何关系有 解得 （3）要使离子恰好不打到硅片上，离子运动到cd边时，速度应与cd边相切，又因为洛伦兹力不改变速度大小，因此分解洛伦兹力，在平行于ab方向用动量定理 整理有 由题意有 整理有 结合数学知识可知，等式坐标是x从0一直到L的求和，即图像的面积为求和结果，有 解得 12．如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求： （1）原子核经加速电场加速后的速度大小v； （2）直线运动区C、D板间的电势差； （3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】2024届天津市河东区高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】（1）在加速电场中根据动能定理 解得原子核经加速电场加速后的速度大小 （2）直线运动区，由粒子受力平衡 因为原子核带正电，根据左手定则，受到向下的洛伦兹力，受到向上的电场力，则C、D板间的电势差为 （3）在圆形磁场区，根据洛伦兹力提供向心力 如图 由几何关系 其中 联立可得，比荷k与粒子偏转角度θ之间的关系为 13．某离子实验装置的基本原理如图所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区，Ⅰ区长度为4R，内有沿y轴正向的匀强电场，Ⅱ区内既有沿z轴负向的匀强磁场，又有沿z轴正向的匀强电场，电场强度与Ⅰ区电场等大，现有一正离子从左侧截面的最低点A处，以初速度v0沿z轴正向进入Ⅰ区，经过两个区域分界面上的B点进入Ⅱ区，在以后的运动过程中恰好未从圆柱腔的侧面飞出，最终从右侧截面上的C点飞出，B点和C点均为所在截面处竖直半径的中点（如图中所示），已知离子质量为m，电荷量为q，不计重力，求： （1）离子到达B点时速度的大小； （2）Ⅱ区中磁感应强度BⅡ的大小； （3）Ⅱ区的长度L的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】2024届天津市八校高三下学期联合模拟联考物理试题（二） 【详解】（1）离子在Ⅰ区做类平抛运动，设离子沿轴正方向的速度为，根据类平抛规律有 解得 离子到达点时速度的大小为 （2）离子在Ⅱ区做复杂的旋进运动，将该运动分解为圆柱腔截面上的匀速圆周运动和轴正方向的匀加速直线运动，根据题意，从右向左看，在圆柱腔截面上的匀速圆周运动轨迹如图所示 设临界圆轨迹半径为，根据几何知识有 解得离子的轨迹半径 根据圆周运动有 解得Ⅱ区中磁感应强度大小 （3）离子在圆柱腔截面上做匀速圆周运动的周期为 Ⅱ区电场强度与Ⅰ区电场强度等大，电场力产生的加速度也相同，根据离子在Ⅰ区做类平抛运动有 解得 离子在轴的正方向做匀加速直线运动，有 联立解得Ⅱ区的长度 14．(25-26高三·天津河东区·)质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，其原理如图所示。为粒子加速器，加速电压为，为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两极板间距为，为粒子偏转分离器，磁感应强度为。今有一重力不计、比荷未知的带正电的粒子，从小孔“飘入”（初速度为零）粒子加速器，加速后从小孔以速度进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片点上。 (1)求粒子的比荷； (2)计算速度选择器的电压； (3)另有的同位素同样从小孔“飘入”，仅调节的大小使粒子通过速度选择器进入分离器，最后打到照相底片上的点，测出与两点间距离。若同位素两粒子带电量均为，求： ①该同位素两粒子的质量差； ②该同位素两粒子在分离器中运动的时间差。 【答案】(1) (2) (3)， 【来源】天津市河东区2025-2026学年度第二学期高三质量检测（二）物理试卷 【详解】（1）粒子在加速器中，根据动能定理 可得 （2）在速度选择器中 又因为 解得 （3）①粒子在分离器中做匀速圆周运动 粒子在分离器中做匀速圆周运动 由几何关系得 解得 ②粒子做圆周运动的周期 粒子做圆周运动的周期 又因为 解得 电磁感应 考点2 15．如图甲所示是天津欢乐谷的某款游乐设施，其工作原理是：先把游客和座椅拉升到离地一定高度处，然后使游客随座椅一起自由下落，当下落到制动开关A位置时，触发制动开始减速，到达地面时速度刚好为零（制动包含机械制动和电磁制动）。整个装置简化图如图乙：MN、PQ为竖直固定的光滑的平行导轨（电阻不计），导轨间距为L=10 m，MP为控制安全高度的金属横杆，其电阻，N、Q两点与地面绝缘，制动开关A点下方区域（含A点所在水平边界）存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度，B=2T的匀强磁场。游客和座椅可视为质量、电阻、长度为L的金属棒，现将金属棒从MP处由静止释放，运动至A点进入磁场时的加速度大小a=3g，落至NQ时速度恰好为零。已知机械制动提供的阻力f恒为游客和座椅总重力的2倍，金属棒从MP运动到NQ的过程中，通过金属棒的电荷量，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，忽略空气阻力，重力加速度。求： (1)金属棒刚进入磁场时，金属棒的速度大小v； (2)金属横杆MP距地面的高度H； (3)整个过程中金属棒上产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2026届天津市十二区重点学校高三下学期毕业班联考（二）物理试卷 【详解】（1）在A点对金属棒进行分析，由牛顿第二定律有， 解得 又 则感应电流 感应电动势 联立解得 （2）在磁场区域，通过金属棒的电量 又，， 联立解得 进入磁场前，金属棒做自由落体运动，由 解得 金属横杆MP的高度 （3）从进入磁场到落地过程，对金属棒由动能定理得 由功能关系可知 整个过程中金属棒上产生的焦耳热 联立解得 16．(25-26高三下·天津河西区·)如图甲所示，水平面内固定两根平行的足够长的光滑轨道，轨道间距，其中在E、F、G、H四点附近的轨道由光滑绝缘材料制成，这四段绝缘轨道的长度非常短，其余轨道由金属材料制成，金属轨道的电阻不计，在右侧两轨道之间连接一个阻值的定值电阻。在矩形区域中存在竖直向上的磁场，以M点所在位置为坐标原点，沿方向建立x坐标轴，磁感应强度的大小随位置的变化如图乙所示，图中。现有一总质量的“工”字形“联动双棒”（由两根长度略长于L的平行金属棒和、用长度为L的刚性绝缘棒连接构成，棒的电阻均为）静止在轨道上，棒与磁场边界相距。现对棒施加沿x轴正向的水平恒力，当棒到达处时撤去力F，“联动双棒”最终静止于轨道上。运动过程中棒与轨道始终保持垂直，忽略磁场边界效应。求： (1)棒刚进入磁场时，流经棒的电流大小； (2)棒运动到过程中，克服安培力做的功； (3)撤去力F后：①棒运动至处的速度大小；②电阻R上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2)1.6J (3)①3m/s；② 【来源】天津市河西区2025-2026学年高三下学期总复习质量调查（二） 物理试卷 【详解】（1）设棒ab到达MN的速度为，由动能定理得 又因为 联立解得I=4A （2）棒ab刚进磁场时的安培力为 可知，故联动双棒做匀速运动，安培力不变，棒ab克服安培力做的功 联立解得 （3）①棒cd到达EF之前双棒不受安培力，做匀速直线运动，棒cd到达EF之后，棒ab处磁场为，棒cd处磁场为，双棒中的电流 双棒受安培力为 因为 规定向右为正方向，根据动量定理有 联立解得 ②棒ab经过GH后与定值电阻R组成闭合回路，由动量定理得 又因为 解得 可知棒ab到离开磁场之前已停止，由能量守恒得 因为 联立解得 17．两根平行等长金属导轨弯折成正对的“”形固定在水平面上，导轨间距为，水平段、光滑且足够长，端点和间连接阻值为的定值电阻，空间存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。质量为、电阻为的金属棒放在水平导轨上，竖直段、外侧有一根与完全相同的金属棒，金属棒与竖直导轨间的动摩擦因数为，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。给以向左的初速度，同时由静止释放，经过一段时间金属棒刚好开始下滑，此时棒的速度为初始时的。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为，求： (1)cd刚要开始运动时，ab的速度大小； (2)cd从释放到刚开始运动过程，电阻上产生的热量； (3)cd从释放到刚开始运动过程，向左移动的位移。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2026届天津市和平区高三第二学期第二次质量调查物理试题 【详解】（1）对棒，刚要运动时，根据平衡条件有 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 其中 联立解得 （2）根据能量守恒有 其中， 联立解得 （3）根据，，， 联立解得 对，根据动量定理有 联立解得 18．如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为，导轨间连接的定值电阻，导轨上放一质量为的金属杆ab，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨间金属杆的电阻，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里，重力加速度g取。现让金属杆从MP水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响。求 (1)求金属杆的最大速度； (2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热，此时金属杆下落的高度为多少？ (3)达到（1）问所求最大速度后，为使杆中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度应怎样随时间变化？推导这种情况下与的关系式。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2026届天津市滨海新区塘沽第一中学高三下学期毕业班十二校联考（二）模拟物理试卷 【详解】（1）设金属杆的最大速度为，此时安培力与重力平衡，即 根据法拉第电磁感应定律，金属杆的速度最大时，感应电动势 联立解得金属杆的最大速度 （2）由题意可知，从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电路中产生的总焦耳热 由能量守恒定律得 解得金属杆下落的高度 （3）达到（1）问所求最大速度后，若杆不再产生感应电流，则穿过回路的磁通量需保持不变，此时回路的磁通量 达到最大速度后，回路无感应电流，杆仅受重力作用做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知杆的加速度 下落的高度满足 根据磁通量不变，有 解得 19．如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、M'N'是两条相距为的足够长的光滑金属导轨，放置在倾角均为的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为的固定电阻，导轨电阻不计。左边斜面区域存在大小为，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场，右侧斜面区域没有磁场。质量为，电阻为的导体棒从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时已匀速运动。运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，。 (1)求导体棒第一次沿右侧斜面上滑的最大高度； (2)若导体棒从最低点沿左侧斜面上滑的最大距离为，求该上滑过程的时间； (3)若从释放导体棒到导体棒最终静止的整个过程中，电阻上产生的热量为，求导体棒最初释放点的高度。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2025届天津市耀华中学高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】（1）导体棒从足够高处滑下，到导轨底部前已经匀速，根据平衡条件可得 其中 联立解得 根据动能定理可得 解得 （2）导体棒以2m/s的速度向上运动，直到速度为0，这个过程中根据动量定理可得 其中 解得 （3）最终导体棒都停在导轨的底部，整个过程中能量守恒，有 电阻R产生的热量为 解得 20．某种新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的，下图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个相同的单匝矩形闭合线圈组成，线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的电阻为R，ab边长为L，bc边长为。某次减震过程中，该减震器从距离磁场边缘高h处由静止自由下落，当线圈2恰好完全进入磁场时减震器的速度大小为。已知匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，不计空气阻力，该减震器始终保持竖直，重力加速度为g。 (1)求线圈1的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小a； (2)求减震器下落过程中，线圈1和2产生的热量之和； (3)求从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2025天津市九校联考高三下学期模拟考试（二）物理试题 【详解】（1）根据机械能守恒 ab边进入磁场瞬间的速度为 根据E = BLv，F = BIL，F－mg = ma 解得 （2）从开始下落到第二个线圈完全进入磁场，由能量关系可知 解得 （3）在减震器在磁场运动过程中，设减震器下落的方向为正方向，根据动量定理 又、、 解得 减震器自由下落过程中 则从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间 21．著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 【答案】B 【来源】2025天津市九校联考高三下学期模拟考试（二）物理试题 【详解】A．可将铜圆盘等效为若干根由圆心到圆盘边缘的导体棒，每根导体棒都在切割磁感线，产生恒定的感应电动势，相当于电源，则整个铜圆盘就相当于若干个相同的电源并联，圆盘中的电流恒定，故A错误； B．根据右手定则可知，若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动，故B正确； C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，故C错误； D．圆盘产生的感应电动势为 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，根据可知，电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 22．在空间区域内有一个垂直于水平传送带向下、磁感应强度为的匀强磁场，边界与传送带运行方向垂直且。有一匝边长为的正方形绝缘闭合线圈，总质量为，总电阻为。线圈在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其底面与传送带间的动摩擦因数为，进入磁场前已和传送带共速，传送带的速度始终保持向右的。已知线圈在完全进入磁场前已经达到匀速，且在线圈右侧边到达cd时恰好与传送带再次共速。求： (1)线圈在完全进入磁场前一瞬间的速度v的大小； (2)在进入磁场的过程中，线圈中产生的焦耳热Q； (3)从线圈的右侧边刚要进入磁场到线圈的右侧边刚要穿出磁场的过程所经历的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2025届天津市红桥区高三下学期二模物理试卷 【详解】（1）线圈完全进入磁场前已经匀速，根据物体平衡有 根据闭合电路欧姆定律以及法拉第电磁感应定律（动生切割电动势）有 解得 （2）线圈的右边界刚要进磁场到线圈的右边界刚要出磁场的过程，根据动能定理有 又 解得 （3）线圈的右边界刚要进磁场到线圈的右边界刚要出磁场的过程，根据动量定理（设向右为正方向，为线圈有电流通过的时间）有 又   得 23．“福建号”航母装备了最先进的电磁弹射装置，某兴趣小组设计制作了该电磁弹射装置的简易模型，其加速和减速过程如下所述。如图所示，两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，轨道电阻忽略不计，其中左侧为光滑金属轨道，右侧为粗糙绝缘轨道，间接有定值电阻。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，右侧分布有垂直于轨道平面向下、沿轴渐变的磁场。现将一质量为、长度为、电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，放置位置位于的左侧。的右方还有质量为、各边长均为的形框，其电阻为，开始时形框恰好不与左侧的光滑金属轨道接触。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与形框发生碰撞，碰后连接成“”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度大小满足。已知，，，，，。 (1)金属棒在左侧运动时，比较、两点的电势高低，___________（填写“>” “<”或“ =”）； (2)求金属棒与形框碰撞前速度的大小； (3)①求“”字形线框停止运动时，边的坐标； ②求形框在运动过程中产生的焦耳热。 【答案】(1)＞ (2)4m/s (3)①   ② 【来源】2025届天津市河西区高三下学期总复习质量调查（二模）物理试卷 【详解】（1）由右手定则可判定金属棒产生的感应电流的方向为b到a，可知a端为电源正极，所以。 （2）金属棒做切割磁感线运动，由电磁感应定律得 回路中的电流，由欧姆定律得 金属棒受到的安培力与平衡，则 联立代入数据解得 （3）①金属棒与形框发生碰撞，由动量守恒得 此后任意时刻闭合线框的速度为，边处磁场为，边处磁场为，回路中的电流，由欧姆定律得 其中 “口”字形线框所受安培力的大小为 根据动量定理有 解得 ②根据功能关系得回路运动过程中产生的总热量 任意时刻安培力与摩擦力大小之比为，焦耳热与摩擦热之比也为，且U形框产生的焦耳热是整个回路产生焦耳热的，故得 24．如图甲所示，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框 abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L，左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到 ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd 边离开磁场右边界时线框速度为。已知运动中 ab边始终与磁场左边界平行，除磁场所给作用力外线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为 的阻力作用，求： (1)线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； (2)线框通过磁场过程中产生的总焦耳热Q； (3)线框速度由减小到所经历的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】2025届天津市十二区县重点学校高三毕业班物理联考试卷（二） 【详解】（1）根据电流强度定义得 根据闭合电路欧姆定律得 根据法拉第电磁感应定律得 因为 联立解得 （2）根据能量守恒定律得 代入题中数据，解得 （3）根据动量定理得 因为 联立解得 25．如图甲所示，质量、边长、电阻的正方形单匝金属线框，置于倾角的绝缘斜面上，边与斜面底端平行，线框的一半面积处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间按图乙所示的规律周期性变化，已知线框在斜面上始终保持静止，取。求： (1)在时线框受到斜面摩擦力的大小； (2)线圈中感应电流的有效值。 【答案】(1)0.054N (2) 【来源】2025届天津市部分区高三下学期第二次模拟考试物理试卷 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律有 又有 由图乙可知，内， 又有 联立解得 感应电流为 方向为顺时针，由图乙可知，时， 此时线框所受安培力为 方向沿斜面向下，由平衡条件有 （2）结合小问1和图乙可知，内，感应电流 内，感应电流 内，感应电流 根据有效值的定义 解得 26．如图所示，匝数为N、电阻为R的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀变化的匀强磁场，线圈通过开关S连接两根间距为L、倾角为的足够长平行光滑金属导轨，导轨下端连接阻值为R的电阻。一根阻值也为R、质量为m的导体棒ab垂直放置于导轨上。在平行金属导轨区域内仅有垂直于导轨平面向上的恒定匀强磁场，磁感应强度大小为。接通开关S后，导体棒ab恰好能静止在金属导轨上。假设导体棒ab与导轨接触良好，不计导轨电阻。求： (1)磁场穿过线圈磁通量的变化率； (2)开关S断开后，ab从静止开始下滑到速度大小为v时，此过程ab上产生的热量为其获得动能的，求此过程通过ab的电荷量q。 【答案】(1) (2) 【来源】2025届天津市和平区高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】（1）接通开关S后，导体棒ab恰好能静止在金属导轨上；线圈中产生的电动势为 回路电流为 回路总电阻为 对于导体棒ab，根据受力平衡可得 联立解得 （2）开关S断开后，ab从静止开始下滑到速度大小为v时，此过程ab上产生的热量为其获得动能的，设此过程ab下滑的距离为，根据能量守恒可得 其中 又 联立解得 交变电流 考点3 27．（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，电阻，滑动变阻器的最大值为2R，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为110 V B．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表的示数变大，电流表的示数变小 C．当单刀双掷开关由a扳向b时，变压器输出交流电的频率将变成原来的二分之一 D．单刀双掷开关与b连接，当滑动变阻器触头P在正中间时，消耗的功率最大 【答案】BD 【来源】2026届天津市十二区重点学校高三下学期毕业班联考（二）物理试卷 【详解】A．原线圈输入电压有效值 匝数比，理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，因此副线圈电压 但原线圈回路中串联了电阻，会分压，导致原线圈两端电压小于220V，因此副线圈电压小于110V，电压表示数小于110V。A错误。 B．开关与a连接时，滑片P向上移动，滑动变阻器接入电阻变大，副线圈电流减小，电流表示数变小。 原线圈电流，也减小，分压减小，原线圈两端电压增大，因此副线圈电压增大，电压表示数变大。B正确。 C．变压器不改变交流电的频率，仅改变电压和电流，因此输出交流电频率不变。C错误。 D．开关与b连接时，原线圈匝数变为，匝数比变为 等效到原线圈侧，副线圈电阻对应的等效电阻为 原线圈回路总电压为220V，等效电路为220V电源串联和，当时，消耗功率最大（负载电阻等于电源内阻），此时，而滑动变阻器最大值为2R，因此滑片在正中间时，功率最大。D正确。 故选BD。 28．(25-26高三下·天津红桥区·二模)（多选）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为10A C．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 D．时，电压表示数为0 【答案】BC 【来源】天津市红桥区2025-2026学年高三下学期二模考试物理试题 【详解】A．由图乙得电动势最大值 周期，角速度 根据可得转速为，故A错误； BD．电流表、电压表示数均为有效值。电动势有效值 电流有效值 可知电流表的示数为10A，电压表示数为 即时，电压表示数为，故B正确，D错误； C．时，由图可得此时电动势为零，本题中线圈是单匝，根据法拉第电磁感应定律可知线圈的磁通量变化率即感应电动势，可知磁通量变化率为零，故C正确。 故选BC。 29．(25-26高三下·天津河西区·)兴趣小组利用热敏电阻设计了如图所示的温控报警装置。图中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10:1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1，其两端电压增大到某一值时触发报警，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈接入电压，当电流表示数为0.1A时，下列说法正确的是（　　） A．变压器的输出功率为220W B．电压表的示数为31.1V C．若热敏电阻的温度升高，则电压表的示数变小 D．若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值 【答案】D 【来源】天津市河西区2025-2026学年高三下学期总复习质量调查（二） 物理试卷 【详解】A．变压器的输出功率为，故A错误； B．电压表的示数为，故B错误； C．由于原线圈两端电压不变，则副线圈两端电压不变，所以若热敏电阻的温度升高，则电压表的示数不变，故C错误； D．若要调低预设的报警温度，由图乙知，热敏电阻变大，因R1为定值电阻，所以可减小滑动变阻器R0的阻值，故D正确。 故选D。 30．如图所示为小型交流发电机的示意图，单匝矩形线框电阻不计，电刷外接电阻，电流表是理想交流电流表，线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从某时刻开始计时，穿过线框的磁通量随时间变化的表达式为，则下列说法正确的是（　　） A．计时起点时刻，线框位于中性面 B．时刻，线框中的电流改变方向 C．从计时起点位置转过时，电流表示数为 D．一个周期内，回路中产生的热量为 【答案】D 【来源】2026届天津市和平区高三第二学期第二次质量调查物理试题 【详解】A．计时起点时刻线框平面与磁场方向平行，磁通量为零，不是中性面，故A错误； B．时，代入得 磁通量为0，线框在垂直中性面位置，电流方向不改变，故B错误； C．感应电动势（V） 电动势的有效值 电流表测量的是电流的有效值，所以电流表示数为，故C错误； D．根据磁通量随时间变化的表达式可得角速度 周期 一个周期内产生的热量为，故D正确。 故选D。 31．（多选）如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（　　） A．充电桩输入的交流电周期为 B．只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C．工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越小 D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 【答案】BD 【来源】2026届福建省莆田市高三下学期第二次质量调研物理试卷 【详解】A．交流电频率 周期，故A错误； B．只有一台充电桩工作时，副线圈电流，根据可知输电线电流 输电线损耗功率，故B正确； C．工作的充电桩越多，副线圈总电流越大，输电线电流越大，输电线损耗的电压越大，故C错误； D．10 台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率，故D正确。 故选BD。 32．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯和完全相同（其阻值均恒定不变），是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关是闭合的，当断开后，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．灯的亮度变暗 【答案】B 【来源】2025届天津市耀华中学高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】当S断开后，次级电阻变大，因初级电压不变，则次级电压不变，即电压表示数不变，则次级电流减小，电流表的示数变小，根据变压器电流比等于匝数的倒数比可知，初级电流减小，即电流表的示数变小；因R电压减小，则灯L1电压变大，可知亮度变亮。 故选B。 33．(24-25高三下·天津武清区杨村第一中学·)（多选）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100，线圈的总电阻r=5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A．线圈匀速转动的角速度为100rad/s B．线圈中产生感应电动势的最大值为200V C．由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q=0.01C D．由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q=J 【答案】BC 【来源】天津市武清区杨村第一中学2024-2025学年高三下学期第二次热身练物理试卷 【详解】A．由图乙知，线圈转动周期 根据角速度公式，A错误； B．感应电动势最大值 而 代入数据得，B正确； C．通过电阻R的电荷量 转过圈 则，C正确； D．感应电动势有效值 电路中电流有效值 转过圈的时间 电阻R上产生的热量，D错误。 故选BC。 34．随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，M为受电线圈，N为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，a、b端输入电压。下列说法正确的是（　　） A．a、b端输入的交变电流方向每秒变化50次 B．送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C．受电线圈产生的电动势的有效值为22V D．在时，送电线圈的电动势最大 【答案】C 【来源】2025天津市九校联考高三下学期模拟考试（二）物理试题 【详解】A．由题意得交流电的周期s 因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次，故A错误； B．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，故B错误； C．送电线圈电压的有效值为V=220V 根据电压之比与线圈匝数之比的关系 解得V 故C正确； D．将代入 解得 故D错误； 故选C。 35．（多选）绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压 ，输出功率 ，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比 ，汽车充电桩的额定电压为50V。下列说法正确的是（　　） A．输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上损失的功率越小 B．输电线上的电流为100A C．用户获得的功率为 D．降压变压器的匝数比 【答案】ABD 【来源】2025届天津市南开区高三下学期二模考试物理试题 【详解】A．变压器视为理想变压器，， 故输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，越小，输电线上损失的功率越小，故A正确； B．U1=220V且升压变压器的匝数比 ，， 联立解得， ，故B正确； C．根据 可得用户获得的功率为，故C错误； D．， 降压变压器的匝数比 ，故D正确。 故选ABD。 36．如图所示，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈回路接有滑动变阻器、定值电阻和。在原线圈电压不变的情况下，以下说法正确的是（　　） A．原线圈中磁通量最大的时刻，理想交流电流表的示数为零 B．保持滑动变阻器滑片不动，将向端移动，副线圈中交变电流的频率降低 C．保持不动，将滑动变阻器的滑片向端移动，两端的电压增大 D．将向端移动、同时将滑动变阻器的滑片向端移动，的热功率增大 【答案】D 【来源】2025届天津市河西区高三下学期总复习质量调查（二模）物理试卷 【详解】A．电流表显示的数值为有效值，不随时间的变化而变化，故A错误； B．电流的频率由交流发电机决定，理想变压器不改变交流电的频率，故保持滑动变阻器滑片不动，将向端移动，副线圈中交变电流的频率不变，故B错误； C．保持不动，匝数比不变，则副线圈的电压不变，和串联后与并联，两端的电压始终等于副线圈的电压，将滑动变阻器的滑片向端移动，两端的电压不变，故C错误； D．将向端移动，匝数比变小，副线圈的电压变大，同时将滑动变阻器的滑片向端移动，滑动变阻器的电阻变小，则和串联后的支路电阻变小，支路电流变大，根据公式，则的热功率增大，故D正确； 故选D。 37．（多选）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则(    ) A．副线圈中产生的交变电流频率为50Hz B．电压表的示数的最大值为 C．若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D．若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 【答案】AD 【来源】2025届天津市和平区高三下学期第二次模拟物理试卷 【详解】A．由表达式知道周期 所以频率 A正确； B．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 ，所以副线圈的电压的最大值为，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为44V，所以B错误； C．电流与匝数成反比，所以若电流表示数为0.1A，则原线圈中的电流为0.02A，所以C错误； D．副线圈消耗的电能全部转化为焦耳热，所以Q=UIt=264J 所以D正确。 故选AD。 38．如图甲所示，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部磁极旋转。固定的矩形铜质线圈通过理想变压器接有阻值为R 的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为 ，如图乙所示。已知矩形铜质线圈面积为S，匝数为N，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为ω，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　） A．磁极在如图乙所示位置时，电流表的示数为零 B．磁极从图乙所示位置转过 过程中电流方向由 P 指向 Q C．负载电阻的功率为 D．磁极从图乙所示位置转过时磁通量的变化率为零 【答案】C 【来源】2025届天津市十二区县重点学校高三毕业班物理联考试卷（二） 【详解】A．电流表的示数为交流电流的有效值，则磁极在如图乙所示位置时电流的瞬时值为零，但是电流表的示数不为零，选项A错误； B．磁极从图乙所示位置转过 过程中，等效于线圈逆时针转过，根据楞次定律可知，电流方向由 Q指向 P，选项B错误； C．感应电动势的最大值 有效值 变压器次级电压 负载电阻的功率为 选项C正确； D．磁极从图乙所示位置转过 时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项D错误。 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 磁场 电磁感应 3大考点概览 考点01 磁场 考点02 电磁感应 考点03 交变电流 磁场 考点1 1．(25-26高三下·天津红桥区·二模)在《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》一课的教学中，教师为了启发学生的高阶思维，利用易拉罐做了一个电磁阻尼的演示实验。如图所示，一竖直放置的薄壁厚度为d，电阻率为的铝制易拉罐，可绕通过中心的竖直光滑固定轴自由转动，轴到桶壁的距离为。在易拉罐外侧附近固定一条形磁铁，其横截面为边长L的正方形磁铁的N极正对罐壁，靠近但恰好不接触，此处的磁感应强度大小为B。现使易拉罐以某一初角速度绕轴俯视逆时针转动，由于罐壁与磁场间的相互作用，易拉罐做减速转动，经过时间t后停止转动。易拉罐可等效为质量为m的理想管状物，其上下表面的质量忽略不计，忽略空气阻力。 (1)在如图所示的视角中判断磁铁正对的易拉罐表面产生的感应电流方向，并说明感应电流和阻尼现象产生的具体原理； (2)若只考虑磁铁靠近且正对部分易拉罐上的电阻，其余部分电阻和磁场忽略不计，用题中所给字母表示易拉罐最初所受到的安培力F的大小； (3)从易拉罐开始转动到完全停下来，易拉罐所转的圈数n。 2．(25-26高三·天津河东区·)如图所示，竖直平面内固定一足够长的“U”型金属导轨，质量为、电阻不计的金属棒垂直导轨静置于绝缘固定支架上。支架上方存在竖直向下的匀强磁场，边长为的正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场互不影响，且磁感应强度大小与时间的关系均为（T）。支架上方导轨单位长度的电阻为，下方导轨的总电阻为。从时刻开始，对金属棒施加竖直向上的拉力，使其以加速度向上做匀加速直线运动。金属棒始终与导轨接触良好，与导轨间动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： (1)区域产生感应电动势的大小和金属棒中电流的方向； (2)时，金属棒中的电流大小； (3)经过多长时间，对金属棒所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 3．(25-26高三下·天津红桥区·二模)一个带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x正方向成的方向射入第一象限内磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，电场强度大小为E，方向沿x轴负方向。不计粒子重力，求： (1)带电粒子的比荷； (2)带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标； (3)带电粒子从开始到第三次经过y轴所需要的时间t。 4．(25-26高三下·天津河西区·)如图所示，纸面内的矩形区域内有平行于向上的匀强电场，电场强度为，边长为，e为边中点。正三角形区域内有垂直纸面的匀强磁场，其右侧有一个平行于的粒子接收屏，到接收屏的垂直距离为L。质量为m、带电量为的粒子从a点以初速度垂直电场线射入电场中，经电场偏转后从e点进入匀强磁场，随后从点射出磁场并打在接收屏上。粒子重力不计，忽略边缘效应。求： (1)粒子经过e点时速度v的大小及其方向与边的夹角； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小及方向； (3)粒子从a点运动到接收屏的时间t。 5．利用粒子分析系统可对在太空捕获的未知粒子进行分析。核心部件包含粒子加速模块与速度选择模块，简化后的结构如图所示，粒子源可连续发射初速度可忽略的带正电粒子，经加速器后以一定的速度进入速度选择器，为速度选择器的水平轴线，速度选择器两极板间同时存在竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为，已知加速模块的加速电压可调节，当加速器电压为时，速度选择器的极板长度无论取何值，均能使粒子到达点，求： (1)粒子的比荷； (2)若将加速电压减小为，粒子会从正下方的点沿水平方向射出，求粒子水平射出时的速度的大小； (3)在满足（2）的情况下，求速度选择器极板间距的最小值以及极板长度应满足的条件。 6．近期以Deepseek为代表的我国自主知识产权的人工智能大模型正在迅猛发展，这些大模型在应用中都离不开能源的支撑。据统计我国每年的能源消耗是美国的两倍，是印度的六倍，现在我国67%的能源来源于火力发电。2025年3月可控核聚变实验装置“中国环流三号”又有新的技术突破，这标志着可控核聚变离并网发电又更近了一步，届时能源问题将彻底解决。利用高温超导产生的强磁场将高温反应中的带电粒子“约束”在一定区域内，使其不能射出，是可控核聚变的关键性技术难点。某同学为探究带电粒子的“约束”问题，构想了如图所示的磁场区域，假设匀强磁场的磁感应强度大小为B、垂直于纸面，其边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的一点，P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为的带负电粒子，粒子速度连续分布，且无相互作用。不计粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶ (1)粒子源在A点时，若所有粒子都不能穿出磁场，粒子速度的最大值； (2)粒子源在O时，被磁场约束的粒子速度最大值； (3)粒子源在P点时，被磁场约束的粒子速度的最大值。 7．如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆形边界，AB为其水平直径，圆形边界内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，过B点的竖直线BD与水平线BC间存在方向竖直向上、电场强度大小为 (未知量)的匀强电场，P点是匀强电场中的某点。现让电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)从A 点射入匀强磁场，然后从B 点离开匀强磁场，粒子在匀强磁场中运动的轨迹圆的半径为2r，粒子经过一段时间t0从B 点运动到 P点时速度恰好水平向右。求： (1)粒子从A 点射入匀强磁场时速度 v0的大小和从A 点运动到B 点所用时间t； (2)匀强电场的电场强度的大小和BP两点间的电势差 。 8．利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在xOy平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，的虚线界面右侧是接收离子的区域。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子，已知离子入射速度与y轴夹角最大值为60°，且速度大小与角之间存在一定的关系，现已测得离子两种运动情况：①当离子沿y轴正方向以大小为（未知）的速度入射时，离子恰好通过坐标为的P点；②当离子的入射速度大小为（未知），方向与y轴夹角入射时，离子垂直通过界面，不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 (1)求的大小； (2)求的大小及②情况下离子到达界面时与x轴之间的距离； (3)现测得离子入射速度大小随变化的关系为，为回收离子，今在界面右侧加一宽度也为L且平行于轴的匀强电场，如图所示，为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面，求所加电场的电场强度至少为多大？ 9．为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 10．如图，平行板电容器两板间距离为，板间电压大小为，同时板间还存在匀强磁场。平行板电容器右侧有内径为、外径为内径的2倍的圆环状匀强磁场。比荷为的正离子从电容器左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入环形磁场，离子的重力可忽略。求： （1）离子射入两板间的速率； （2）若离子恰好不能进入小圆区域，磁感应强度的大小； （3）满足第（2）问结果的条件下，粒子通过环形磁场所用的时间（，，取3）。 11．芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。 （1）求加速电场的电压U； （2）求圆形磁分析器的半径r； （3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场，其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度至少为多少？ 12．如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求： （1）原子核经加速电场加速后的速度大小v； （2）直线运动区C、D板间的电势差； （3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。 13．某离子实验装置的基本原理如图所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区，Ⅰ区长度为4R，内有沿y轴正向的匀强电场，Ⅱ区内既有沿z轴负向的匀强磁场，又有沿z轴正向的匀强电场，电场强度与Ⅰ区电场等大，现有一正离子从左侧截面的最低点A处，以初速度v0沿z轴正向进入Ⅰ区，经过两个区域分界面上的B点进入Ⅱ区，在以后的运动过程中恰好未从圆柱腔的侧面飞出，最终从右侧截面上的C点飞出，B点和C点均为所在截面处竖直半径的中点（如图中所示），已知离子质量为m，电荷量为q，不计重力，求： （1）离子到达B点时速度的大小； （2）Ⅱ区中磁感应强度BⅡ的大小； （3）Ⅱ区的长度L的大小。 14．(25-26高三·天津河东区·)质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，其原理如图所示。为粒子加速器，加速电压为，为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两极板间距为，为粒子偏转分离器，磁感应强度为。今有一重力不计、比荷未知的带正电的粒子，从小孔“飘入”（初速度为零）粒子加速器，加速后从小孔以速度进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片点上。 (1)求粒子的比荷； (2)计算速度选择器的电压； (3)另有的同位素同样从小孔“飘入”，仅调节的大小使粒子通过速度选择器进入分离器，最后打到照相底片上的点，测出与两点间距离。若同位素两粒子带电量均为，求： ①该同位素两粒子的质量差； ②该同位素两粒子在分离器中运动的时间差。 电磁感应 考点2 15．如图甲所示是天津欢乐谷的某款游乐设施，其工作原理是：先把游客和座椅拉升到离地一定高度处，然后使游客随座椅一起自由下落，当下落到制动开关A位置时，触发制动开始减速，到达地面时速度刚好为零（制动包含机械制动和电磁制动）。整个装置简化图如图乙：MN、PQ为竖直固定的光滑的平行导轨（电阻不计），导轨间距为L=10 m，MP为控制安全高度的金属横杆，其电阻，N、Q两点与地面绝缘，制动开关A点下方区域（含A点所在水平边界）存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度，B=2T的匀强磁场。游客和座椅可视为质量、电阻、长度为L的金属棒，现将金属棒从MP处由静止释放，运动至A点进入磁场时的加速度大小a=3g，落至NQ时速度恰好为零。已知机械制动提供的阻力f恒为游客和座椅总重力的2倍，金属棒从MP运动到NQ的过程中，通过金属棒的电荷量，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，忽略空气阻力，重力加速度。求： (1)金属棒刚进入磁场时，金属棒的速度大小v； (2)金属横杆MP距地面的高度H； (3)整个过程中金属棒上产生的焦耳热Q。 16．(25-26高三下·天津河西区·)如图甲所示，水平面内固定两根平行的足够长的光滑轨道，轨道间距，其中在E、F、G、H四点附近的轨道由光滑绝缘材料制成，这四段绝缘轨道的长度非常短，其余轨道由金属材料制成，金属轨道的电阻不计，在右侧两轨道之间连接一个阻值的定值电阻。在矩形区域中存在竖直向上的磁场，以M点所在位置为坐标原点，沿方向建立x坐标轴，磁感应强度的大小随位置的变化如图乙所示，图中。现有一总质量的“工”字形“联动双棒”（由两根长度略长于L的平行金属棒和、用长度为L的刚性绝缘棒连接构成，棒的电阻均为）静止在轨道上，棒与磁场边界相距。现对棒施加沿x轴正向的水平恒力，当棒到达处时撤去力F，“联动双棒”最终静止于轨道上。运动过程中棒与轨道始终保持垂直，忽略磁场边界效应。求： (1)棒刚进入磁场时，流经棒的电流大小； (2)棒运动到过程中，克服安培力做的功； (3)撤去力F后：①棒运动至处的速度大小；②电阻R上产生的焦耳热。 17．两根平行等长金属导轨弯折成正对的“”形固定在水平面上，导轨间距为，水平段、光滑且足够长，端点和间连接阻值为的定值电阻，空间存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。质量为、电阻为的金属棒放在水平导轨上，竖直段、外侧有一根与完全相同的金属棒，金属棒与竖直导轨间的动摩擦因数为，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。给以向左的初速度，同时由静止释放，经过一段时间金属棒刚好开始下滑，此时棒的速度为初始时的。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为，求： (1)cd刚要开始运动时，ab的速度大小； (2)cd从释放到刚开始运动过程，电阻上产生的热量； (3)cd从释放到刚开始运动过程，向左移动的位移。 18．如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为，导轨间连接的定值电阻，导轨上放一质量为的金属杆ab，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨间金属杆的电阻，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里，重力加速度g取。现让金属杆从MP水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响。求 (1)求金属杆的最大速度； (2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热，此时金属杆下落的高度为多少？ (3)达到（1）问所求最大速度后，为使杆中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度应怎样随时间变化？推导这种情况下与的关系式。 19．如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、M'N'是两条相距为的足够长的光滑金属导轨，放置在倾角均为的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为的固定电阻，导轨电阻不计。左边斜面区域存在大小为，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场，右侧斜面区域没有磁场。质量为，电阻为的导体棒从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时已匀速运动。运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，。 (1)求导体棒第一次沿右侧斜面上滑的最大高度； (2)若导体棒从最低点沿左侧斜面上滑的最大距离为，求该上滑过程的时间； (3)若从释放导体棒到导体棒最终静止的整个过程中，电阻上产生的热量为，求导体棒最初释放点的高度。 20．某种新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的，下图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个相同的单匝矩形闭合线圈组成，线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的电阻为R，ab边长为L，bc边长为。某次减震过程中，该减震器从距离磁场边缘高h处由静止自由下落，当线圈2恰好完全进入磁场时减震器的速度大小为。已知匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，不计空气阻力，该减震器始终保持竖直，重力加速度为g。 (1)求线圈1的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小a； (2)求减震器下落过程中，线圈1和2产生的热量之和； (3)求从减震器开始下落到线圈2恰好完全进入磁场所用的时间t。 21．著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 22．在空间区域内有一个垂直于水平传送带向下、磁感应强度为的匀强磁场，边界与传送带运行方向垂直且。有一匝边长为的正方形绝缘闭合线圈，总质量为，总电阻为。线圈在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其底面与传送带间的动摩擦因数为，进入磁场前已和传送带共速，传送带的速度始终保持向右的。已知线圈在完全进入磁场前已经达到匀速，且在线圈右侧边到达cd时恰好与传送带再次共速。求： (1)线圈在完全进入磁场前一瞬间的速度v的大小； (2)在进入磁场的过程中，线圈中产生的焦耳热Q； (3)从线圈的右侧边刚要进入磁场到线圈的右侧边刚要穿出磁场的过程所经历的时间t。 23．“福建号”航母装备了最先进的电磁弹射装置，某兴趣小组设计制作了该电磁弹射装置的简易模型，其加速和减速过程如下所述。如图所示，两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，轨道电阻忽略不计，其中左侧为光滑金属轨道，右侧为粗糙绝缘轨道，间接有定值电阻。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，右侧分布有垂直于轨道平面向下、沿轴渐变的磁场。现将一质量为、长度为、电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，放置位置位于的左侧。的右方还有质量为、各边长均为的形框，其电阻为，开始时形框恰好不与左侧的光滑金属轨道接触。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与形框发生碰撞，碰后连接成“”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度大小满足。已知，，，，，。 (1)金属棒在左侧运动时，比较、两点的电势高低，___________（填写“>” “<”或“ =”）； (2)求金属棒与形框碰撞前速度的大小； (3)①求“”字形线框停止运动时，边的坐标； ②求形框在运动过程中产生的焦耳热。 24．如图甲所示，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框 abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L，左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到 ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd 边离开磁场右边界时线框速度为。已知运动中 ab边始终与磁场左边界平行，除磁场所给作用力外线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为 的阻力作用，求： (1)线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； (2)线框通过磁场过程中产生的总焦耳热Q； (3)线框速度由减小到所经历的时间t。 25．如图甲所示，质量、边长、电阻的正方形单匝金属线框，置于倾角的绝缘斜面上，边与斜面底端平行，线框的一半面积处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间按图乙所示的规律周期性变化，已知线框在斜面上始终保持静止，取。求： (1)在时线框受到斜面摩擦力的大小； (2)线圈中感应电流的有效值。 26．如图所示，匝数为N、电阻为R的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀变化的匀强磁场，线圈通过开关S连接两根间距为L、倾角为的足够长平行光滑金属导轨，导轨下端连接阻值为R的电阻。一根阻值也为R、质量为m的导体棒ab垂直放置于导轨上。在平行金属导轨区域内仅有垂直于导轨平面向上的恒定匀强磁场，磁感应强度大小为。接通开关S后，导体棒ab恰好能静止在金属导轨上。假设导体棒ab与导轨接触良好，不计导轨电阻。求： (1)磁场穿过线圈磁通量的变化率； (2)开关S断开后，ab从静止开始下滑到速度大小为v时，此过程ab上产生的热量为其获得动能的，求此过程通过ab的电荷量q。 交变电流 考点3 27．（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，电阻，滑动变阻器的最大值为2R，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为110 V B．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表的示数变大，电流表的示数变小 C．当单刀双掷开关由a扳向b时，变压器输出交流电的频率将变成原来的二分之一 D．单刀双掷开关与b连接，当滑动变阻器触头P在正中间时，消耗的功率最大 28．(25-26高三下·天津红桥区·二模)（多选）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为10A C．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 D．时，电压表示数为0 29．(25-26高三下·天津河西区·)兴趣小组利用热敏电阻设计了如图所示的温控报警装置。图中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10:1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1，其两端电压增大到某一值时触发报警，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈接入电压，当电流表示数为0.1A时，下列说法正确的是（　　） A．变压器的输出功率为220W B．电压表的示数为31.1V C．若热敏电阻的温度升高，则电压表的示数变小 D．若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值 30．如图所示为小型交流发电机的示意图，单匝矩形线框电阻不计，电刷外接电阻，电流表是理想交流电流表，线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从某时刻开始计时，穿过线框的磁通量随时间变化的表达式为，则下列说法正确的是（　　） A．计时起点时刻，线框位于中性面 B．时刻，线框中的电流改变方向 C．从计时起点位置转过时，电流表示数为 D．一个周期内，回路中产生的热量为 31．（多选）如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（　　） A．充电桩输入的交流电周期为 B．只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C．工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越小 D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 32．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯和完全相同（其阻值均恒定不变），是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关是闭合的，当断开后，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．灯的亮度变暗 33．(24-25高三下·天津武清区杨村第一中学·)（多选）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100，线圈的总电阻r=5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A．线圈匀速转动的角速度为100rad/s B．线圈中产生感应电动势的最大值为200V C．由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q=0.01C D．由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q=J 34．随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，M为受电线圈，N为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，a、b端输入电压。下列说法正确的是（　　） A．a、b端输入的交变电流方向每秒变化50次 B．送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C．受电线圈产生的电动势的有效值为22V D．在时，送电线圈的电动势最大 35．（多选）绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压 ，输出功率 ，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比 ，汽车充电桩的额定电压为50V。下列说法正确的是（　　） A．输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上损失的功率越小 B．输电线上的电流为100A C．用户获得的功率为 D．降压变压器的匝数比 36．如图所示，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈回路接有滑动变阻器、定值电阻和。在原线圈电压不变的情况下，以下说法正确的是（　　） A．原线圈中磁通量最大的时刻，理想交流电流表的示数为零 B．保持滑动变阻器滑片不动，将向端移动，副线圈中交变电流的频率降低 C．保持不动，将滑动变阻器的滑片向端移动，两端的电压增大 D．将向端移动、同时将滑动变阻器的滑片向端移动，的热功率增大 37．（多选）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则(    ) A．副线圈中产生的交变电流频率为50Hz B．电压表的示数的最大值为 C．若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D．若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 38．如图甲所示，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部磁极旋转。固定的矩形铜质线圈通过理想变压器接有阻值为R 的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为 ，如图乙所示。已知矩形铜质线圈面积为S，匝数为N，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为ω，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　） A．磁极在如图乙所示位置时，电流表的示数为零 B．磁极从图乙所示位置转过 过程中电流方向由 P 指向 Q C．负载电阻的功率为 D．磁极从图乙所示位置转过时磁通量的变化率为零 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $