模块十二 电磁感应（综合训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦电磁感应核心考点，通过基础概念辨析、规律综合应用及新情境问题，构建从现象到规律再到复杂应用的知识逻辑链，强化物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁感应综合训练|选择10题（含3道新情境/变考法）、实验2题、计算3题（含2道新情境）|基础概念辨析（单选1-7）、综合规律应用（多选8-10）、实验探究（11-12）、复杂情境计算（13-15）|从电磁感应现象（条件、方向）到定律应用（电动势计算），结合电路、力学、能量综合，形成“概念-规律-应用”逻辑链条|

模块十二 电磁感应 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：电磁感应 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共46分) 1、 选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．下列说法正确的是（     ） A．牛顿通过斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动的结论 B．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 C．麦克斯韦发现了电磁感应现象 D．奥斯特发现了电流的磁效应 【答案】D 【详解】A．伽利略通过斜面实验合理外推，得出自由落体运动是匀变速直线运动的结论，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，而引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测定的，故B错误； C．法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦的贡献是提出电磁场理论并预言电磁波存在，故C错误； D．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间的联系，故D正确。 故选D。 2．某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（     ） A．电子秤的示数等于 B．电子秤的示数大于 C．线圈有扩张的趋势 D．线圈有收缩的趋势 【答案】C 【详解】AB．磁铁远离线圈，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，故AB错误； CD．穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（     ） A．流过R的电流的方向向上，感应电动势的大小为0.2V B．流过R的电流的方向向下，感应电动势的大小为0.4V C．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V D．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V 【答案】C 【详解】根据右手定则可知，感应电流的方向由b到a，流过R的电流的方向向下，又由 代入数据可得，感应电动势的大小为E=0.2V 故选C。 4．▶新情境◀光滑绝缘水平面上方，竖直虚线两侧存在方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向如图所示。边长为L的单匝正方形闭合线框竖直放置，总电阻为R，恰好完全处于左侧磁场内。某时刻，给线框以向右的初速度，线框平行纸面开始运动。已知线框能全部进入右侧磁场内。则在线框通过虚线的过程中（   ） A．线框做匀减速直线运动 B．线框中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 C．线框中的最大感应电动势为 D．通过线框截面的电荷量为 【答案】D 【详解】A．对线框，根据牛顿第二定律 其中，， 解得 由于速度逐渐减小，安培力逐渐减小，所以是变加速运动，故A错误； B．线框由左侧磁场全部进入右侧磁场过程中，根据右手定则可知，感应电流的方向始终沿逆时针方向，故B错误； C．线框由左侧磁场全部进入右侧磁场过程中，线框左右两个边均切割磁感线，产生电动势，则线框中的最大感应电动势，故C错误； D．通过线框截面的电荷量，故D正确。 故选D。 5．▶变考法◀一正方形闭合导线框abcd，边长为0.1m，bc边位于轴上，在轴原点右方有宽为0.2m，磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度沿轴正方向穿越磁场区过程中，可正确表示线框从进入到穿出过程中，边两端电势差随位置变化的情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在0~L范围内，ab边切割磁感线，根据右手定则可知感应电流方向为逆时针，点电势高于点，ab相当于电源，则 在L~2L范围内，线框中磁通量不变，感应电流为零，点电势高于点，则 在2L~3L范围内，dc边切割磁感线，感应电流方向为顺时针，ab相当于电阻，点电势高于点，则 故选B。 6．如图所示，固定在水平面上的光滑导体框架处在竖直向下的匀强磁场中，框架上金属杆ab以某初速度运动，其运动速度v随运动距离x的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设匀强磁场的磁感应强度为，光滑导体框架的间距为，金属杆ab的质量为，初速度为，系统的总电阻为，对金属杆ab由动量定理有 由法拉第电磁感应定律有，其中 由闭合电路欧姆定律有 解得，可知图像为直线，ABD错误，C正确。 故选C。 7．▶变思维◀如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒ab、cd分别静置在导轨上。现给ab棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化的关系如图乙所示，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。已知ab棒的质量为m，电阻为R。导轨电阻可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．ab棒刚开始运动时，cd棒中的电流方向为 B．ab运动后，cd棒将做加速度逐渐增大的加速运动 C．在时间内，ab棒产生的热量为 D．在时间内，通过cd棒的电荷量为 【答案】D 【详解】A．金属棒刚开始运动时，根据右手定则可知棒中的电流方向为，故A错误； B．ab运动后，由于安培力作用，速度会逐渐减小，同时cd棒将做加速运动，回路总电动势减小，电流减小，cd棒受到的安培力会减小，由于，可知，cd棒的加速度会减小，故B错误； C．两金属棒组成的系统动量守恒 解得 由于棒与棒质量之比为，且它们的材料和长度相同，故横截面积之比为，由 得电阻之比为，故棒与棒产生的热量之比为，根据两棒组成的系统能量守恒有 时间内棒产生的热量 故C错误； D．对棒列动量定理有 又 则在时间内，通过棒的电荷量 故D正确。 故选D。 8．如图甲所示，细线悬挂边长为1m、电阻为0.2Ω的正方形单匝导体线框，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中。0～0.2s内，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是（    ） A．0.15s时线框中的电流方向为顺时针方向 B．0～0.2s内细线上的拉力先减小后增大 C．0.05s时线框中的电流为10A D．0.1s时线框中的电流为0 【答案】AC 【详解】A．根据楞次定律可知，0～0.2s内线框中的电流方向始终为顺时针方向，故A正确； B．因为0～0.2s内线框中的电流方向始终为顺时针方向，根据左手定则可知，0～0.1s内线框受到的安培力方向竖直向下，因为磁感应强度逐渐减小，根据F=BIL 可知安培力不断减小，根据平衡条件可知细线上的拉力逐渐减小，同理有0.1s～0.2s内线框受到的安培力方向竖直向上，且安培力逐渐增大，根据平衡条件可知细线上的拉力逐渐减小，因此0～0.2s内细线上的拉力一直减小，故B错误； CD．0～0.2s内，根据法拉第电磁感应定律，有 代入数据可得线框中的电流，故C正确，D错误。 故选AC。 9．图中MN和PQ为竖直方向的两条平行足够长的光滑金属导轨，间距为L，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R1和电容为C的电容器。质量为m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触。杆ab由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v，整个电路消耗的最大电功率为P，则（    ） A．电容器右极板带正电 B．电容器的最大带电量为 C．杆ab的最大速度v等于 D．杆ab所受安培力的最大功率为 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则，感应电动势的方向为：a→b，右极板带正电荷，A正确； B．下落过程中的最大感应电动势 ab两端的电压为 电容器的最大带电量为，B错误； CD．因为当达到最大速度时，安培力与重力平衡，即 整个电路消耗的最大电功率等于克服安培力做功的功率，即 即，C正确，D错误。 故选AC。 10．▶新情境◀如图所示，水平面上固定平行、光滑的足够长金属导轨PM与QN，它们的间距为L，导轨电阻忽略不计；导轨所在区域有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨上分别静止放置两根长为L的导体棒ab和cd，ab和cd的质量分别为和，且。两棒电阻均为R，与导轨始终垂直且接触良好，导轨左端连接直流电源和电容器，S为单刀双掷开关，电源电动势为E、内阻为r，电容器电容为C。单刀双掷开关S先接1，稳定后将开关S接2，则（　　 ）（已知电容为C的电容器电压为U时储存的电能为） A．开关S接2瞬间导体棒ab和cd的加速度大小相等 B．电容器最终带电量为 C．整个过程中通过导体棒ab和cd的电荷量不相等 D．电路中产生的总热量为 【答案】CD 【详解】A．开关接2时，开始时电容器放电，导体棒ab和cd的电阻相同，电流相同，受到的安培力大小相等，但两棒的质量不同，所以两导体棒的加速度大小不相等，故A错误； C．开关接2后，电容器通过导体棒ab和cd放电，两棒在安培力作用下向右运动，最终稳定时，电路中没有电流，两棒产生的感应电动势与电容器的电压相等，由E感=BLv 可知，最终两棒的速度相等，由动量定理得 其中 通过导体棒的电荷量与质量成正比，故C正确； B．开关接1时，电容器充电，所带电荷量Q=CE 则电容器储存的电能 开关接2后，取向右为正方向，对整体根据动量定理可得 最终稳定时，电路中没有电流，两棒产生的感应电动势与电容器的电压相等，则有U=BLv 电容器放电电荷量 联立解得 电容器最终带电量，故B错误； D．根据能量守恒定律得 联立解得整个过程中系统产生的焦耳热，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷(非选择题，共54分) 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（8分）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图所示： (1)接通电源，闭合开关，G表指针会向右偏转，几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针________（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针________（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）。 (2)断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变。接通电源，闭合开关，G表指针_______（“不动”、“右偏”。“左偏”、“不停振动”）。 (3)实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除___________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 【答案】(1) 右偏（1分） 左偏（1分） (2)不停振动（3分） (3)B（3分） 【详解】（1）[1]由题知，通过A螺线管的磁通量增大时，G表指针右偏；滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，电阻减小，电流增大，B螺线管的磁场增强，通过A螺线管的磁通量增大， G表指针向右偏； [2]抽出铁芯，B螺线管的磁场减弱，通过A螺线管的磁通量减小，G表指针向左偏。 （2）改用交流电后，磁场方向周期性变化，感应电流方向也随之周期性变化，故G表指针不停振动； （3）B线圈匝数多，自感电动势大，断电瞬间产生高压，故该同学被电击是在拆除B螺线管所在电路时发生的。 12．（8分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整，M连接到________(选填“a”“b”“c”或“N”)则N连接到________(选填“a”“b”“c”或“M”)。 (2)正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。某同学再做这个实验时，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，则电流计指针_________________（选填“静止在中央”；“向左偏转”；“向右偏转”。） (3)某同学第一次将滑动变阻器的滑片P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的_______________(选填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第二次比第一次的大。 (4)通过实验可以得出：当穿过闭合回路的________时，闭合回路中就会产生感应电流。 【答案】(1) c（1分） a（1分） (2)向右偏转（2分） (3)磁通量变化率（2分） (4)磁通量发生变化（2分） 【详解】（1）[1][2]本质为线圈A接滑动变阻器形成电源回路，线圈B接灵敏电流计形成检测回路，结合题意P右滑电阻减小，M接c、N接a符合要求） （2）滑片P向右滑动时，无论加速还是匀速，滑动变阻器接入电阻都减小，线圈A的电流增大，穿过线圈B的磁通量方向不变且仍在增大，因此感应电流方向不变，灵敏电流计指针仍向右偏转。 （3）根据法拉第电磁感应定律​，滑片快速滑动时，相同磁通量变化量下，时间更小，磁通量变化率​更大，感应电动势更大，感应电流更大，因此指针摆动幅度更大。 （4）实验结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流。 13．（10分）如图所示，与动摩擦因数为的水平地面相距的水平面下有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。将边长，质量为，电阻为的正方形单匝线圈在磁场上方某高处静止释放，线圈刚好能匀速进入磁场。线圈与地面发生时间极短的碰撞，在碰撞前后运动过程中，线圈一直在竖直平面内，而且边始终保持水平，且线圈碰撞前后瞬间速度大小相同、方向相反，第一次反弹后边离开磁场时速度刚好为0。重力加速度，不计空气阻力。求： (1)线圈进入磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量； (2)线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的时间。 (3)若仅改成将线圈从同一位置水平抛出，水平初速度为，求线圈从抛出到第一次反弹到最高点时，线圈通过的水平位移大小（不考虑线圈的旋转）。 【答案】(1)（2分） (2)（4分） (3)（4分） 【详解】（1）线圈进入磁场的过程中，由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路的欧姆定律得 线圈进入磁场过程中通过线圈截面的电荷量为 联立解得（2分） （2）线圈刚好能匀速进入磁场，此时安培力等于重力 又 解得（2分） 线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的全过程列动量定理得 解得（4分） （3）根据题意，线圈竖直方向运动与原来相同，故以匀速进入磁场，碰撞后经运动到最高点。进磁场前 匀速进入磁场 碰撞过程总有（2分） 故冲量大小关系满足 碰撞时间极短，忽略重力冲量，竖直方向有 水平方向有 解得 水平位移解得（4分） 14．▶新情境◀（12分）2025年9月22日，我国福建舰（舷号18）舰载机完成首次电磁弹射训练，这标志着中国空军歼-35等战斗机具备了更强的远程打击能力。在此启发下，某实验小组设计装置，研究电磁弹射和电磁阻尼实验。如图所示，质量均为、长度均为、电阻均为的金属棒、、、静置于水平且平行的光滑金属导轨上，导轨间距为。导轨被、处的光滑绝缘小段分隔成左右两区：左区导轨平面内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为；右区存在变化的磁场，其磁感应强度大小与点的水平距离满足关系式：，其中为常量。储能装置由电源与电容器组成，电源电动势为，电容器电容为C。单刀双掷开关先投向1，电容器充电完成后再将开关投向2，随即向右弹射，到达左、右区分界处时，与“线框”发生完全非弹性碰撞，而后一起向右运动。已知导轨电阻不计且左右两区均足够长，各金属棒始终与导轨接触良好且、始终与导轨垂直。不考虑空气阻力，求： (1)电容器充电完成后的电荷量； (2)金属棒可获得的最大速度； (3)若已知金属棒质量为，长度，电源电动势为，电容器电容为，，，。求金属棒最终停下的位置与点的水平距离。 【答案】(1)CE（2分） (2)（4分） (3)20m（6分） 【详解】（1）电容器充电完成后，两端电压等于电源电动势E，根据电容的定义式 可得电容器充电完成后的电荷量q = CE（2分） （2）开关投向2后，电容器放电，金属棒PQ受到安培力作用加速。当PQ的感应电动势等于电容器剩余电压时，电流为0，速度达到最大。 设此时电容器剩余电荷量为q'，则 对PQ应用动量定理，有（2分） 其中 联立可得（4分） （3）代入已知数据可得PQ碰撞前的速度 根据动量守恒，有 线框在位置x处时，左右两边的磁感应强度分别为， 感应电动势为（2分） 线框总电阻为4R，感应电流为 安培力大小为 对整体应用动量定理（3分） 可得 代入数据解得xm = 20m（4分） 15．（16分）如图所示，两根相互平行、足够长的光滑金属导轨固定于水平桌面上，左侧轨道间距为，右侧轨道间距为，导体棒、分别置于导轨的右侧和左侧，导体棒长度与所在导轨宽度相同。导体棒的质量、电阻不计，导体棒的质量、电阻未知。定值电阻的阻值，电容器的电容，初始状态电容器不带电。电容器右侧和定值电阻左侧有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。导体棒通过绝缘细线跨过光滑滑轮与重物相连，该重物的质量，连接的细线平行于导轨，连接的细线竖直。、导体棒分别距定滑轮和定值电阻足够远且运动过程中未离开磁场区域，导轨电阻不计，忽略一切阻力，取重力加速度。 (1)若在开关闭合、与断开的状态下将导体棒由静止释放（重物离地足够高），求导体棒的最大速度。 (2)若在开关与都断开、闭合的状态下，将重物置于离地高度（连接的细线伸直），导体棒由静止释放开始计时，瞬间再断开。 （i）求重物落地瞬间导体棒的速度大小。 （ii）重物落地瞬间，再闭合开关，从闭合开关到导体棒、运动到稳定状态的过程中，求通过导体棒的电荷量。 【答案】(1)（3分） (2)（i）（6分）（ii）（7分） 【详解】（1）当的重力等于受到的安培力时有最大速度，则 其中， 联立解得（3分） （2）（i）在开关断开、闭合的状态下，导体棒与重物有共同加速度，对整体，由牛顿第二定律有（1分） 其中 联立解得（1分） 代入数据可得 所以导体棒与重物做匀加速直线运动，则时，， 解得，（2分） 此时，再断开，导体棒不受安培力，则 加速度 重物再下降 则根据运动学公式 解得落地瞬间和的速度为（2分） （ii）重物落地瞬间，闭合，导体棒获得向右的速度后，导体棒、与导轨组成的回路产生感应电流，根据楞次定律可知，导体棒受到向右的安培力，开始向右加速运动，同时与导体棒产生方向相反的电动势，因此当电流为零时，导体棒、分别以、的稳定速度匀速运动，则电动势 解得（2分） 取向右为正方向，从导体棒开始运动到稳定运动的过程中，根据动量定理，对导体棒有 对导体棒有 联立解得，（3分） 通过导体棒、的电荷量相等，则根据 可得（3分） 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块十二 电磁感应 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：电磁感应 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共46分) 1、 选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．下列说法正确的是（     ） A．牛顿通过斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动的结论 B．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 C．麦克斯韦发现了电磁感应现象 D．奥斯特发现了电流的磁效应 2．某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（     ） A．电子秤的示数等于 B．电子秤的示数大于 C．线圈有扩张的趋势 D．线圈有收缩的趋势 3．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（     ） A．流过R的电流的方向向上，感应电动势的大小为0.2V B．流过R的电流的方向向下，感应电动势的大小为0.4V C．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V D．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V 4．▶新情境◀光滑绝缘水平面上方，竖直虚线两侧存在方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向如图所示。边长为L的单匝正方形闭合线框竖直放置，总电阻为R，恰好完全处于左侧磁场内。某时刻，给线框以向右的初速度，线框平行纸面开始运动。已知线框能全部进入右侧磁场内。则在线框通过虚线的过程中（   ） A．线框做匀减速直线运动 B．线框中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 C．线框中的最大感应电动势为 D．通过线框截面的电荷量为 5．▶变考法◀一正方形闭合导线框abcd，边长为0.1m，bc边位于轴上，在轴原点右方有宽为0.2m，磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度沿轴正方向穿越磁场区过程中，可正确表示线框从进入到穿出过程中，边两端电势差随位置变化的情况的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，固定在水平面上的光滑导体框架处在竖直向下的匀强磁场中，框架上金属杆ab以某初速度运动，其运动速度v随运动距离x的图像可能是（　　） A． B． C． D． 7．▶变思维◀如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒ab、cd分别静置在导轨上。现给ab棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化的关系如图乙所示，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。已知ab棒的质量为m，电阻为R。导轨电阻可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．ab棒刚开始运动时，cd棒中的电流方向为 B．ab运动后，cd棒将做加速度逐渐增大的加速运动 C．在时间内，ab棒产生的热量为 D．在时间内，通过cd棒的电荷量为 8．如图甲所示，细线悬挂边长为1m、电阻为0.2Ω的正方形单匝导体线框，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中。0～0.2s内，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是（    ） A．0.15s时线框中的电流方向为顺时针方向 B．0～0.2s内细线上的拉力先减小后增大 C．0.05s时线框中的电流为10A D．0.1s时线框中的电流为0 9．图中MN和PQ为竖直方向的两条平行足够长的光滑金属导轨，间距为L，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R1和电容为C的电容器。质量为m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触。杆ab由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v，整个电路消耗的最大电功率为P，则（    ） A．电容器右极板带正电 B．电容器的最大带电量为 C．杆ab的最大速度v等于 D．杆ab所受安培力的最大功率为 10．▶新情境◀如图所示，水平面上固定平行、光滑的足够长金属导轨PM与QN，它们的间距为L，导轨电阻忽略不计；导轨所在区域有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨上分别静止放置两根长为L的导体棒ab和cd，ab和cd的质量分别为和，且。两棒电阻均为R，与导轨始终垂直且接触良好，导轨左端连接直流电源和电容器，S为单刀双掷开关，电源电动势为E、内阻为r，电容器电容为C。单刀双掷开关S先接1，稳定后将开关S接2，则（　　 ）（已知电容为C的电容器电压为U时储存的电能为） A．开关S接2瞬间导体棒ab和cd的加速度大小相等 B．电容器最终带电量为 C．整个过程中通过导体棒ab和cd的电荷量不相等 D．电路中产生的总热量为 第Ⅱ卷(非选择题，共54分) 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（8分）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图所示： (1)接通电源，闭合开关，G表指针会向右偏转，几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针________（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针________（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）。 (2)断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变。接通电源，闭合开关，G表指针_______（“不动”、“右偏”。“左偏”、“不停振动”）。 (3)实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除___________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 12．（8分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整，M连接到________(选填“a”“b”“c”或“N”)则N连接到________(选填“a”“b”“c”或“M”)。 (2)正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。某同学再做这个实验时，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，则电流计指针_________________（选填“静止在中央”；“向左偏转”；“向右偏转”。） (3)某同学第一次将滑动变阻器的滑片P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的_______________(选填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第二次比第一次的大。 (4)通过实验可以得出：当穿过闭合回路的________时，闭合回路中就会产生感应电流。 13．（10分）如图所示，与动摩擦因数为的水平地面相距的水平面下有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。将边长，质量为，电阻为的正方形单匝线圈在磁场上方某高处静止释放，线圈刚好能匀速进入磁场。线圈与地面发生时间极短的碰撞，在碰撞前后运动过程中，线圈一直在竖直平面内，而且边始终保持水平，且线圈碰撞前后瞬间速度大小相同、方向相反，第一次反弹后边离开磁场时速度刚好为0。重力加速度，不计空气阻力。求： (1)线圈进入磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量； (2)线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的时间。 (3)若仅改成将线圈从同一位置水平抛出，水平初速度为，求线圈从抛出到第一次反弹到最高点时，线圈通过的水平位移大小（不考虑线圈的旋转）。 14．▶新情境◀（12分）2025年9月22日，我国福建舰（舷号18）舰载机完成首次电磁弹射训练，这标志着中国空军歼-35等战斗机具备了更强的远程打击能力。在此启发下，某实验小组设计装置，研究电磁弹射和电磁阻尼实验。如图所示，质量均为、长度均为、电阻均为的金属棒、、、静置于水平且平行的光滑金属导轨上，导轨间距为。导轨被、处的光滑绝缘小段分隔成左右两区：左区导轨平面内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为；右区存在变化的磁场，其磁感应强度大小与点的水平距离满足关系式：，其中为常量。储能装置由电源与电容器组成，电源电动势为，电容器电容为C。单刀双掷开关先投向1，电容器充电完成后再将开关投向2，随即向右弹射，到达左、右区分界处时，与“线框”发生完全非弹性碰撞，而后一起向右运动。已知导轨电阻不计且左右两区均足够长，各金属棒始终与导轨接触良好且、始终与导轨垂直。不考虑空气阻力，求： (1)电容器充电完成后的电荷量； (2)金属棒可获得的最大速度； (3)若已知金属棒质量为，长度，电源电动势为，电容器电容为，，，。求金属棒最终停下的位置与点的水平距离。 15．（16分）如图所示，两根相互平行、足够长的光滑金属导轨固定于水平桌面上，左侧轨道间距为，右侧轨道间距为，导体棒、分别置于导轨的右侧和左侧，导体棒长度与所在导轨宽度相同。导体棒的质量、电阻不计，导体棒的质量、电阻未知。定值电阻的阻值，电容器的电容，初始状态电容器不带电。电容器右侧和定值电阻左侧有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。导体棒通过绝缘细线跨过光滑滑轮与重物相连，该重物的质量，连接的细线平行于导轨，连接的细线竖直。、导体棒分别距定滑轮和定值电阻足够远且运动过程中未离开磁场区域，导轨电阻不计，忽略一切阻力，取重力加速度。 (1)若在开关闭合、与断开的状态下将导体棒由静止释放（重物离地足够高），求导体棒的最大速度。 (2)若在开关与都断开、闭合的状态下，将重物置于离地高度（连接的细线伸直），导体棒由静止释放开始计时，瞬间再断开。 （i）求重物落地瞬间导体棒的速度大小。 （ii）重物落地瞬间，再闭合开关，从闭合开关到导体棒、运动到稳定状态的过程中，求通过导体棒的电荷量。 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块十二 电磁感应 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷(选择题，共46分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C D B C D AC AC CD 第Ⅱ卷(非选择题，共54分) 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．【答案】(1) 右偏（1分） 左偏（1分） (2)不停振动（3分） (3)B（3分） 【详解】（1）[1]由题知，通过A螺线管的磁通量增大时，G表指针右偏；滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，电阻减小，电流增大，B螺线管的磁场增强，通过A螺线管的磁通量增大， G表指针向右偏； [2]抽出铁芯，B螺线管的磁场减弱，通过A螺线管的磁通量减小，G表指针向左偏。 （2）改用交流电后，磁场方向周期性变化，感应电流方向也随之周期性变化，故G表指针不停振动； （3）B线圈匝数多，自感电动势大，断电瞬间产生高压，故该同学被电击是在拆除B螺线管所在电路时发生的。 12．【答案】(1) c（1分） a（1分） (2)向右偏转（2分） (3)磁通量变化率（2分） (4)磁通量发生变化（2分） 【详解】（1）[1][2]本质为线圈A接滑动变阻器形成电源回路，线圈B接灵敏电流计形成检测回路，结合题意P右滑电阻减小，M接c、N接a符合要求） （2）滑片P向右滑动时，无论加速还是匀速，滑动变阻器接入电阻都减小，线圈A的电流增大，穿过线圈B的磁通量方向不变且仍在增大，因此感应电流方向不变，灵敏电流计指针仍向右偏转。 （3）根据法拉第电磁感应定律​，滑片快速滑动时，相同磁通量变化量下，时间更小，磁通量变化率​更大，感应电动势更大，感应电流更大，因此指针摆动幅度更大。 （4）实验结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流。 13．【答案】(1)（2分） (2)（4分） (3)（4分） 【详解】（1）线圈进入磁场的过程中，由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路的欧姆定律得 线圈进入磁场过程中通过线圈截面的电荷量为 联立解得（2分） （2）线圈刚好能匀速进入磁场，此时安培力等于重力 又 解得（2分） 线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的全过程列动量定理得 解得（4分） （3）根据题意，线圈竖直方向运动与原来相同，故以匀速进入磁场，碰撞后经运动到最高点。进磁场前 匀速进入磁场 碰撞过程总有（2分） 故冲量大小关系满足 碰撞时间极短，忽略重力冲量，竖直方向有 水平方向有 解得 水平位移解得（4分） 14．【答案】(1)CE（2分） (2)（4分） (3)20m（6分） 【详解】（1）电容器充电完成后，两端电压等于电源电动势E，根据电容的定义式 可得电容器充电完成后的电荷量q = CE（2分） （2）开关投向2后，电容器放电，金属棒PQ受到安培力作用加速。当PQ的感应电动势等于电容器剩余电压时，电流为0，速度达到最大。 设此时电容器剩余电荷量为q'，则 对PQ应用动量定理，有（2分） 其中 联立可得（4分） （3）代入已知数据可得PQ碰撞前的速度 根据动量守恒，有 线框在位置x处时，左右两边的磁感应强度分别为， 感应电动势为（2分） 线框总电阻为4R，感应电流为 安培力大小为 对整体应用动量定理（3分） 可得 代入数据解得xm = 20m（4分） 15．【答案】(1)（3分） (2)（i）（6分）（ii）（7分） 【详解】（1）当的重力等于受到的安培力时有最大速度，则 其中， 联立解得（3分） （2）（i）在开关断开、闭合的状态下，导体棒与重物有共同加速度，对整体，由牛顿第二定律有（1分） 其中 联立解得（1分） 代入数据可得 所以导体棒与重物做匀加速直线运动，则时，， 解得，（2分） 此时，再断开，导体棒不受安培力，则 加速度 重物再下降 则根据运动学公式 解得落地瞬间和的速度为（2分） （ii）重物落地瞬间，闭合，导体棒获得向右的速度后，导体棒、与导轨组成的回路产生感应电流，根据楞次定律可知，导体棒受到向右的安培力，开始向右加速运动，同时与导体棒产生方向相反的电动势，因此当电流为零时，导体棒、分别以、的稳定速度匀速运动，则电动势 解得（2分） 取向右为正方向，从导体棒开始运动到稳定运动的过程中，根据动量定理，对导体棒有 对导体棒有 联立解得，（3分） 通过导体棒、的电荷量相等，则根据 可得（3分） 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $