专题10 电磁感应(7年汇编)(北京专用)2020-2026年高考物理真题分类汇编
2026-08-17
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摘要:
**基本信息**
整合2020-2026北京高考真题及模拟题,聚焦电磁感应四大核心考点,以真实情境(如电磁枪、核磁共振)和跨模块综合(力学与电磁学)为显著特色。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|约20题|电磁感应现象(2024-2025)、感应电流方向(2021-2026)、自感涡流(2021-2023)|依托线圈转动/平动等情境,考查楞次定律、右手定则(如2026年磁铁下落电流图像题)|
|解答题|约10题|法拉第定律应用(2020-2026)、综合问题(电磁枪、阻拦系统)|结合发电机模型、导体棒运动,综合牛顿定律与能量守恒(如2026年电磁枪加速度计算)|
内容正文:
专题10 电磁感应
7年真题1年模拟
考点分类
北京考情(2020-2026)
命题规律
考点1 电磁感应现象
2025、2024
情境:能够产生感应电流的基本情境;
考点:磁通量、磁通量的变化、电磁感应现象产生的原因;
题型:单选题;
考点2 感应电流方向
2026、2025、2022、2021
情境:线圈在磁场中转动、平动;产生磁场的电流强弱变化、导体棒切割等;
考点:楞次定律,右手定则等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:重视与能量守恒、安培力、运动等知识的综合运用。
考点3 法拉第电磁感应定律的应用
2026、2024、2023、2022、2021、2020
情境:感生电动势、发电机模型等;
考点:法拉第电磁感应定律、闭合回路欧姆定律、安培力等;
题型:单选+大题,依托实际问题情境设问;
综合:结合电路知识,分析电磁感应电路中的电流、电压、电功率等问题;另一方面,突出电磁感应与力学、能量知识的综合运用,如通过导体棒在磁场中的运动,综合考查牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律,分析导体棒的受力、运动状态及能量转化过程。
考点4 自感和涡流
2023、2021
情境:通电自感和断电自感;
考点:自感电动势、自感线圈、自感电路分析等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:部分试题会引入新的科研成果或情境信息,考查考生获取信息、迁移知识、解决新问题的创新能力,全方位检验考生对电磁感应知识的掌握程度与物理学科核心素养的发展水平。
考点01 电磁感应现象
一、单选题
1.(2025·北京·高考)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【详解】A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
故选A 。
2.(2024·北京·高考)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,故CD错误。
故选B。
考点02感应电流方向
一、单选题
1.(2026·北京·高考真题)用如图1所示的装置研究线圈中的感应电流。固定在支架上的线圈与电流传感器、滑动变阻器连接。时磁铁从线圈上方某高处开始下落,穿过线圈并远离线圈。电流传感器采集的电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.时间内,感应电流方向从到
B.时刻,穿过线圈的磁通量为0
C.、两段时间内曲线与时间轴围成的面积相等
D.向左移动滑片,重复实验所得图像中的变小
【答案】C
【详解】A.时间内,磁铁N极向下进入线圈,穿过线圈的磁通量向下增加。根据楞次定律,感应电流的磁场方向向上。由安培定则及图中线圈绕向可知,线圈中电流方向从上端流向下端,即外部电路中电流方向从到,故A错误;
B.时刻,感应电流为0,说明感应电动势为0,即磁通量的变化率为0。此时磁铁中心位于线圈中心,穿过线圈的磁通量最大,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律
可得电荷量
时间内磁铁进入线圈,时间内磁铁穿出线圈,两过程中磁通量变化量的大小相等,故通过线圈的电荷量相等,即图像中曲线与时间轴围成的面积相等,故C正确;
D.向左移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值减小,回路总电阻减小。感应电流增大,线圈对磁铁的安培力阻碍作用增强,磁铁下落的加速度减小,平均速度减小,穿过线圈的时间变大,故D错误。
故选C。
2.(2025·北京·高考)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【答案】D
【详解】A.有线圈时,磁铁受到电磁阻尼的作用,振动更快停止,故A错误;
B.根据楞次定律,磁铁靠近线圈时,线圈的磁通量增大,此时线圈有缩小的趋势,故B错误;
C.磁铁离线圈最近时,此时磁铁与线圈的相对速度为零,感应电动势为零,感应电流为零,线圈受到的安培力为零,故C错误;
D.分析可知有无线圈时,根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同,由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能,故系统损失的机械能相同,故D正确。
故选D。
3.(2022·北京·高考)如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框,边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则( )
A.线框中产生的感应电流方向为
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框边所受的安培力大小恒定
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
【答案】D
【详解】A.根据安培定则可知,通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度随时间均匀增加,根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为,A错误;
B.线框中产生的感应电流为 空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,故线框中产生的感应电流不变,B错误;
C.线框边感应电流保持不变,磁感应强度随时间均匀增加,根据安培力表达式,故所受的安培力变大,C错误;
D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里,线框中产生的感应电流方向为,根据左手定则可知,线框边所受的安培力水平向右,线框边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知边所处的磁场较大,根据安培力表达式可知,线框整体受到的安培力方向水平向右,D正确。
故选D。
4.(2021·北京·高考)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
【答案】D
【详解】A.未接导线时,表针晃动过程中导线切割磁感线,表内线圈会产生感应电动势,故A错误;
B.未接导线时,未连成闭合回路,没有感应电流,所以不受安培力,故B错误;
CD.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势,根据楞次定律可知,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用,故C错误D正确。
故选D。
考点03法拉第电磁感应定律的应用
一、单选题
1.(2024·北京·高考)电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示。类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是( )
A.QU的单位和ΦI的单位不同
B.在国际单位制中,图中所定义的M的单位是欧姆
C.可以用来描述物体的导电性质
D.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式
【答案】A
【详解】A.单位制、法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律可知,则Φ的单位为V·s,由Q = It可知,Q的单位为A·s,则QU与ΦI的单位相同均为V·A·s,故A错误,符合题意;
B.由题图可知,从单位角度分析有故B正确,不符合题意;
C.由知,可以用来描述物体的导电性质,故C正确,不符合题意;
D.由电感的定义 以及法拉第电磁感应定律解得 故D正确,不符合题意。
故选A。
2.(2023·北京·高考)如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是( )
A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动
C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等
D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
【答案】D
【详解】A.线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向,A错误;
B.线框出磁场的过程中,根据 E = Blv 联立有 由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左,则v减小,线框做加速度减小的减速运动,B错误;
C.由能量守恒定律得线框产生的焦耳热Q = FAL 其中线框进出磁场时均做减速运动,但其进磁场时的速度大,安培力大,产生的焦耳热多,C错误;
D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量 其中, 则联立有 由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L,则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等,故D正确。
故选D。
3.(2021·北京·高考)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上。在此过程中 ( )
A.导体棒做匀减速直线运动 B.导体棒中感应电流的方向为
C.电阻R消耗的总电能为 D.导体棒克服安培力做的总功小于
【答案】C
【详解】AB.导体棒向右运动,根据右手定则,可知电流方向为b到a,再根据左手定则可知,导体棒受到向左的安培力,根据法拉第电磁感应定律,可得产生的感应电动势为 感应电流为 故安培力为 根据牛顿第二定律有 可得 随着速度减小,加速度不断减小,故导体棒不是做匀减速直线运动,故AB错误;
C.根据能量守恒定律,可知回路中产生的总热量为 因R与r串联,则产生的热量与电阻成正比,则R产生的热量为 故C正确;
D.整个过程只有安培力做负功,根据动能定理可知,导体棒克服安培力做的总功等于,故D错误。
故选C。
二、解答题
4.(2026·北京·高考)如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为、方向竖直向下,宽为的型长直金属导轨水平放置,导轨左端接阻值为的电阻。质量为的导体棒在导轨上以初速度开始运动。运动过程中导体棒与导轨垂直且接触良好,不计导体棒和导轨的电阻及它们间的摩擦。求:
(1)初始时刻通过导体棒的电流大小和方向;
(2)初始时刻导体棒加速度的大小;
(3)导体棒速度从减为0的过程中电阻产生的热量。
【答案】(1)导体棒的电流方向,大小为
(2)
(3)
【详解】(1)根据右手定则可知,导体棒中感应电流的方向为;刚开始运动时,感应电动势为
通过导体棒的电流大小
(2)初始时刻导体棒所受安培力为
由牛顿第二定律有
解得
(3)根据题意,由能量守恒定律可知,电阻产生的热量
5.(2024·北京·高考)如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中,两根相距L的平行长直金属导轨水平放置,左端接电容为C的电容器,一导体棒放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为B,导体棒的质量为m、接入电路的电阻为R。开关闭合前电容器的电荷量为Q。
(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I;
(2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小a;
(3)在图乙中定性画出闭合开关后导体棒的速度v随时间t的变化图线。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)开关闭合前电容器的电荷量为Q,则电容器两极板间电压 开关闭合瞬间,通过导体棒的电流 解得闭合开关瞬间通过导体棒的电流为
(2)开关闭合瞬间由牛顿第二定律有 将电流I代入解得
(3)由(2)中结论可知,随着电容器放电,所带电荷量不断减少,所以导体棒的加速度不断减小,其v-t图线如图所示
6.(2022·北京·高考)指南针是利用地磁场指示方向的装置,它的广泛使用促进了人们对地磁场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。
(1)如图1所示,两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表,迅速摇动这根电线。若电线中间位置的速度约10m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地;
(2)如图2所示,一矩形金属薄片,其长为a,宽为b,厚为c。大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出,当外加与薄片垂直的匀强磁场时,M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B;
(3)假定(2)中的装置足够灵敏,可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向,请说明测量的思路。
【答案】(1)T;(2);(3)见解析
【详解】(1)电线中间位置速度约为,则整体平均速度约为,由可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小为T。
(2)设导电电子定向移动的速率为v,t时间内通过横截面的电量为q, 有 导电电子定向移动过程中,在方向受到的电场力与洛伦兹力平衡,有 得
(3)如答图3建立三维直角坐标系Oxyz
设地磁场磁感应强度在三个方向的分量为Bx、By、Bz。把金属薄片置于xOy平面内,M、N两极间产生电压Uz仅取决于Bz。由(2)得 由Uz的正负(M、N两极电势的高低)和电流I的方向可以确定Bz的方向。 同理,把金属薄片置于xOz平面内,可得By的大小和方向;把金属薄片置于yOz平面内,可得Bx的大小和方向,则地磁场的磁感应强度的大小为 根据Bx、By、Bz的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。
7.(2020·北京·高考)如图甲所示,匝的线圈(图中只画了2匝),电阻,其两端与一个的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻的电流方向;
(2)求线圈产生的感应电动势;
(3)求电阻两端的电压。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据图像可知,线圈中垂直于纸面向里的磁场增大,为了阻碍线圈中磁通量的增大,根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外,根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向,所通过电阻的电流方向为。
(2)根据法拉第电磁感应定律
(3)电阻两端的电压为路端电压,根据分压规律可知
考点04自感和涡流
一、单选题
1.(2023·北京·高考)如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关,则( )
A.P与Q同时熄灭 B.P比Q先熄灭
C.Q闪亮后再熄灭 D.P闪亮后再熄灭
【答案】D
【详解】由题知,开始时,开关S闭合时,由于L的电阻很小,Q灯正常发光,P灯微亮,断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流,断开开关时,Q所在电路未闭合,立即熄灭,由于自感,L中产生感应电动势,与P组成闭合回路,故P灯闪亮后再熄灭。
故选D。
二、解答题
2.(2021·北京·高考)类比是研究问题的常用方法。
(1)情境1:物体从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一个与运动方向相反的空气阻力(k为常量)的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程(①式)描述,其中m为物体质量,G为其重力。求物体下落的最大速率。
(2)情境2:如图1所示,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为R。闭合开关S,发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式,写出电流I随时间t变化的方程;并在图2中定性画出I - t图线。
(3)类比情境1和情境2中的能量转化情况,完成下表。
情境1
情境2
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
【答案】(1);(2)a.,b.;(3)见解析
【详解】(1)当物体下落速度达到最大速度时,加速度为零,有 得
(2)a.由闭合电路的欧姆定理有b.由自感规律可知,线圈产生的自感电动势阻碍电流,使它逐渐变大,电路稳定后自感现象消失,I - t图线如答图2
(3)各种能量转化的规律如图所示
情境1
情境2
电源提供的电能
线圈磁场能的增加量
克服阻力做功消耗的机械能
一、单选题
1.(2026·北京昌平·一模)无线充电线圈示意图如图1所示,线圈匝数为,横截面积为。磁场平行于线圈轴线穿过线圈,取向右方向为正,在时间内,磁感应强度随时间变化的图像如图2所示。在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.点的电势低于点的电势 B.a、b之间的电压随时间均匀减小
C.时刻,a、b之间的电压为零 D.a、b之间的电压恒为
【答案】D
【详解】A. 时间内,磁通量向右且减小,时间内,磁通量向左且增大,根据电磁感应原理,时间内感应电流的方向从指向,所以点电势高于点电势,故A错误;
B. a、b之间的电压为
图像斜率不变,所以不变,所以E不变,故B错误;
C. 时刻线圈中的磁通量为0,但是磁通量的变化率不为0,感应电动势也不为0,故C错误;
D. 根据B选项中的解析,a、b之间的电压为,故D正确。
故选D。
2.(2026·北京西城·一模)如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈竖直下落并始终保持水平。在位置B处磁铁的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离都比较小。在线圈从A到C的下落过程中,下列说法正确的是( )
A.线圈受到的安培力始终做负功
B.线圈的机械能先减小后增大
C.在B位置时线圈的感应电流为0
D.俯视时,线圈的感应电流方向先逆时针后顺时针
【答案】A
【详解】AB.根据楞次定律的“来拒去留”由A到C过程中,线圈受到的安培力有竖直向上的分力,则安培力始终做负功,机械能一直减小,故A正确,B错误;
C.经过位置B时,磁通量为零,但磁通量变化率不为零,感应电动势不为零,则电流不为零,故C错误;
D.线圈经过A位置向B位置运动时,磁感线向上,磁通量减小,由楞次定律知线圈中感应电流为逆时针方向(从上往下看);,经过位置B时向C位置运动时,磁感线向下,磁通量增大,感应电流为逆时针方向(从上往下看),综上所述,俯视时,线圈的感应电流方向一直为逆时针,故D错误。
故选A。
3.(2026·北京通州·模拟)如图所示,一质量为的细金属导体棒放置在绝缘光滑水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中。棒在水平拉力作用下,由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。在棒运动过程中,下列说法正确的是( )
A.端比端的电势低
B.棒中的电场强度逐渐增大
C.电子所受洛伦兹力做负功
D.水平拉力的大小为
【答案】B
【详解】A.根据右手定则可知,导体棒向右运动时,P端的电势比Q端的电势高,故A错误;
B.P、Q两端的电势差为
所以导体棒中的电场强度
导体棒加速运动,则导体棒中的电场强度逐渐增大,故B正确;
C.洛伦兹力始终与电荷的合速度方向垂直,洛伦兹力不做功,故C错误;
D.由于动生电动势逐渐增大,棒中电荷不断积累,存在沿棒的微小电流,电流会受到向左的安培力,根据牛顿第二定律,得
整理得,故D错误。
故选B。
4.(25-26高三下·北京海淀·期中)如图所示的电路中,P、Q是两个相同的小灯泡,线圈L的自感系数很大、电阻不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,P、Q先同时亮,然后P变得更明亮,Q逐渐变暗至熄灭
B.闭合开关S,Q先亮,P逐渐变亮
C.断开开关S,P、Q均立即熄灭
D.断开开关S,P、Q均闪亮后再熄灭
【答案】A
【详解】AB.闭合开关瞬间,线圈产生自感电动势阻碍电流增加,相当于断路,电流通过、,两灯同时亮;稳定后,线圈电阻不计,将逐渐短路,逐渐变暗至熄灭,电路总电阻减小,电流增大,变得更明亮。故A正确,B错误;
CD.断开开关瞬间,所在干路电流立即切断,立即熄灭;线圈产生自感电动势,与构成闭合回路,闪亮后熄灭。故CD错误;
故选A。
5.(25-26高三下·北京海淀·期中)轻轻拨动一个铜盘可以使其长时间地绕OO'轴自由转动。如果在铜盘转动时把蹄形磁体的两极放在铜盘的边缘(但并不接触),如图所示,铜盘可以在较短的时间内停止转动。在铜盘逐渐停止转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.铜盘的发热功率不变
B.穿过铜盘上表面的磁通量不变
C.磁体受到铜盘的作用力沿铜盘半径向外
D.若使磁体绕OO'轴与铜盘同向转动,铜盘一定会越转越快
【答案】B
【详解】A.在铜盘逐渐停止转动的过程中,角速度减小,感应电动势E减小,感应电流I减小,铜盘的发热功率减小,故A错误;
B.磁体位置固定,铜盘仅做减速转动,铜盘上表面的位置、磁场分布均未改变,根据可知,因此穿过铜盘上表面的磁通量保持不变,故B正确;
C.铜盘可看作无数条半径方向的导体棒切割磁感线,根据右手定则,感应电流沿半径向外,根据左手定则可知,铜盘受到的安培力沿切线方向,磁体受到铜盘的作用力也沿切线方向,故C错误;
D.若磁体与铜盘同向转动,当磁体转速小于铜盘转速时,铜盘仍会切割磁感线产生感应电流,受到安培力阻碍,转速减小;只有当磁体转速大于铜盘转速时,铜盘才会加速,故D错误。
故选B。
6.(2026·北京东城区·一模)核磁共振(NMR)是一种在化学生物等方面具有极多应用的检验手段。已知氢原子核有自旋,自旋产生微小环形电流,环形电流产生磁场,其效果类似小磁针。如图1所示为核磁共振仪工作原理的简化图。与扫描发生器、射频发生器、探测器相连的线圈分别称作扫描线圈、射频线圈、探测线圈。核磁共振仪开始工作后,扫描线圈中通以强电流,形成水平方向的强磁场。此时氢原子小磁针的运动形式可类比为陀螺:可认为一端固定,另一端点以外界强磁场方向为轴做圆周运动,这一运动形式称为进动,如图2所示。当氢原子小磁针在强磁场中排列稳定后,在射频线圈中通以正弦交变电流。类似核外电子吸收能量跃迁至更高能级,射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级,氢原子小磁针进动模式因而发生改变。随后撤去射频电流,氢原子小磁针重新回到原进动模式。在这一恢复过程中,大量氢原子小磁针所产生的宏观磁场切割探测线圈,所形成的电流经处理最终成像。下列说法正确的是( )
A.氢原子小磁针进动时,原子核的自旋以为轴
B.氢原子小磁针在重回原进动模式的过程中会释放能量
C.进动模式恢复过程中,探测线圈中的磁通量不变
D.射频线圈产生的电磁波频率高于射线
【答案】B
【详解】A.由图2可知氢原子自旋不是以为轴,而是以NS极方向为轴转动,故A错误;
B.由题意可知,“射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级”,说明激发后的状态能量较高。当氢原子小磁针“重新回到原进动模式”时,是从高能级跃迁回低能级(稳定态),根据能量守恒定律,该过程必然释放能量,这部分能量转化为探测线圈中的电能,故B正确;
C.在恢复过程中,探测线圈中形成了电流,根据法拉第电磁感应定律,穿过探测线圈的磁通量必然发生变化,若磁通量不变则不会产生感应电流,故C错误;
D.射频属于无线电波波段,其频率远低于X射线的频率,故D错误。
故选B。
7.(2026·北京石景山·统一练习)如图所示,在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环,两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小,不计摩擦,则闭合开关S瞬间( )
A.两环都向左运动
B.两环都向右运动
C.从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
【答案】C
【详解】AB.闭合开关瞬间,线圈电流增大,穿过左右两个环的磁通量均增大,根据楞次定律的“来拒去留”,感应电流的效果阻碍磁通量增加,因此两环都会远离线圈:左侧铝环向左运动,右侧铜环向右运动,故AB错误;
C.电流从电源正极流出,由线圈右端流入、左端流出,根据右手螺旋定则,铁芯内部磁场方向向左,因此穿过铝环向左的磁通量增大。根据楞次定律,铝环感应电流的磁场方向向右。从左侧向右看铝环,由右手螺旋定则可得:感应电流沿顺时针方向,故C正确;
D.两环形状、大小、粗细都相同,铜的电阻率更小,因此铜环电阻更小。两环的感应电动势相同,由可知,铜环感应电流更大;安培力,因此铜环受到的安培力大于铝环,故D错误。
故选C。
8.(2026·北京石景山·统一练习)如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内,有一直径略小于圆管口径的带正电的小球,正以速率沿逆时针方向做匀速圆周运动。在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间均匀增大的磁场。运动过程中小球所带的电荷量不变,则下列说法正确的是( )
A.洛伦兹力对小球做正功 B.小球先做减速圆周运动,再反向做加速圆周运动
C.小球受到的电场力不做功 D.小球所受洛伦兹力始终指向圆心
【答案】B
【详解】AB.变化的磁场产生了感生电场,根据楞次定律,感生电场为顺时针方向,故小球先减速,再反向加速,洛伦兹力不做功,故A错误,B正确;
C.感生电场沿圆周切线方向,电场力沿切线方向,与速度方向共线,电场力一直做功,故C错误;
D.根据左手定则,小球受洛伦兹力先背离圆心,再指向圆心,故D错误。
故选B。
9.(2026·北京朝阳·一模)如图甲所示,边长为l的正方形导线框abcd,以恒定速度沿x轴向右运动,穿过图中所示的匀强磁场区域。从导线框在图示位置的时刻开始计时,则乙图的纵轴对应的物理量为导线框( )
A.所包围面积的磁通量 B.b、c两点的电势差Ubc
C.bc边所受安培力大小 D.所受外力的功率
【答案】B
【详解】A. 磁通量
时,线框进入磁场,进入磁场的面积随增大线性增大,也线性增大,不符合乙图中该段为恒定值的特点,故A错误;
B.设线框总电阻为,每边电阻为,线框速度为。时,线框未进入磁场,无感应电动势,,符合;时,边切割磁感线,总感应电动势,电流,为路端电压,大小,为恒定值,符合;
时,整个线框在磁场中,感应电流,但边仍切割磁感线,电动势为,无电流时,为恒定值,符合;
时,线框出磁场,边切割磁感线,电流,为外电路电阻,,为恒定值,符合乙图规律,故B正确;
C.由B选项,时,线框感应电流,因此边安培力为,不符合乙图中该段为最大值的特点,故C错误;
D.线框匀速运动,外力功率等于感应电流功率,时感应电流为,功率为,不符合乙图中该段为最大值的特点,故D错误。
故选B。
10.(2026·北京朝阳·一模)如图所示,小明同学用一个悬挂的强磁铁和一块铜片演示了一个神奇的实验,当磁铁从左侧某一高度处由静止释放摆至右侧最高位置的过程中,其下方放在圆珠笔芯上的铜片发生了运动(此过程铜片始终未脱离笔芯)。在此过程中,磁铁重力做功为WG,磁铁克服磁场力做功为W1,磁场力对铜片做功为W2,铜片获得的动能为Ek,铜片上产生的电热为Q。不计磁铁产生的电热,忽略空气阻力以及铜片在笔芯上所受的摩擦力,不计地磁场影响。则( )
A.WG > W1 B.W2= Ek
C.W1=W2 D.WG=W1+Ek+Q
【答案】B
【详解】A.磁铁从左侧静止释放,摆到右侧最高点时速度为0,初末动能均为0。对磁铁由动能定理
得 ,故A错误;
B.铜片初始静止,末态动能为,题干说明不计铜片受到的摩擦力,重力、支持力不做功,只有磁场力对铜片做功。根据动能定理,故B正确;
C.磁铁相对铜片运动时,铜片内产生涡流,机械能转化为电热。根据能量关系,磁铁克服磁场力做功,一部分转化为铜片动能,一部分转化为电热,即 ,结合得,因此,故C错误;
D.由ABC推导得,即重力对磁铁做的功最终全部转化为铜片的动能和电热,故D错误。
故选B。
11.(2026·北京丰台·二模)如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环,A环会被吸引
B.用磁铁的N极靠近B环,B环内没有产生感应电动势
C.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环均会被排斥
D.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环产生的感应电流方向相同
【答案】C
【详解】AC.无论是用磁铁的N极还是S极靠近A环时,根据“来拒去留”可知,A环均会被排斥,A错误,C正确;
B.用磁铁的N极靠近B环,穿过B环的磁通量发生变化,则B环有感应电动势,只是无感应电流,B错误;
D.用磁铁的N极靠近A环时,穿过A环的磁通量向里增加;而用磁铁的S极靠近A环时,穿过A环的磁通量向外增加,根据楞次定律可知,A环产生的感应电流方向相反,D错误。
故选C。
12.(2026·北京西城·二模)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图1所示,磁场向上为正。当磁感应强度随时间按图2变化时,下列说法正确的是( )
A.时,导体环中的感应电流最大
B.时,导体环中的感应电流方向为正
C.时,导体环受到的安培力最大
D.内,导体环有扩张趋势
【答案】B
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律
可知时,导体环中感应电动势为零,感应电流为零,故A错误;
B.时,磁感应强度正向减小,根据楞次定律“增反减同”可知导体环中的感应电流方向为正,故B正确;
C.根据法拉第电磁感应定律可知时,感应电流不为零,但磁感应强度为零,根据可知导体环所受的安培力为零,故C错误;
D.内,穿过导体环的磁通量变化,根据楞次定律“增缩减扩”可知导体环有收缩趋势,故D错误。
故选B。
13.(2026·北京西城·二模)如图所示,和是规格相同的两个灯泡,与线圈串联,与可调电阻串联。调节电阻和,使两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,和同时亮起
B.断开开关S,缓慢熄灭,立即熄灭
C.增大电阻,断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
D.减小电阻,断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
【答案】C
【详解】电路稳定时,两灯均正常发光,说明通过两灯的电流相同,设为,即
A.闭合开关S时,线圈L会产生自感电动势,阻碍电流的增大,因此是逐渐变亮的,而所在支路无电感,会立即亮起,故A错误;
B.断开开关S时,线圈L会产生自感电动势,与、构成闭合回路,电流逐渐衰减,因此和都会缓慢熄灭,故B错误;
C.若增大电阻R,电路稳定时,支路的电流会减小,而支路的电流保持不变,此时,断开开关S瞬间,线圈中的电流会流过,其大小大于原来的电流,因此闪亮一下再熄灭,故C正确;
D.减小电阻,只会增大干路电流,和支路的电流仍相等,断开开关时,流过的电流不会超过其原来的电流,因此不会闪亮,故D错误。
故选C。
14.(2026·北京朝阳·二模)电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船,其结构简图如图所示,AB和CD是与电源相连的导体板,AB与CD之间的区域浸没在海水中,其中部分区域处在垂直纸面向里的匀强磁场中(磁场由固定在船上的线圈产生,其独立电路图中未画出)。下列说法正确的是( )
A.使船前进的力,是磁场对海水的安培力
B.为使船前进,AB板应接电源的正极
C.同时改变磁场的方向和电源正负极,海水所受的安培力将反向
D.图中电源消耗的电能等于电磁船获得的动能与电路中产生的焦耳热之和
【答案】B
【详解】A.使船前进的力是海水对船(或船上的磁场发生装置)的作用力,磁场对海水的安培力是作用在海水上的,方向向后,故A错误;
B.船头向右,要使船前进,船受到的推力应向右,根据牛顿第三定律,海水受到的安培力应向左。磁场方向垂直纸面向里,根据左手定则,电流方向应向上,即从AB板流向CD板,所以AB板应接电源的正极,故B正确;
C.同时改变磁场的方向和电源正负极(即电流方向),根据左手定则或安培力公式,磁场反向、电流反向,安培力方向不变,故C错误;
D.根据能量守恒定律,电源消耗的电能转化为电路中产生的焦耳热、船获得的动能以及海水获得的动能(安培力对海水做功),故D错误。
故选B。
二、解答题
15.(2026·北京朝阳·二模)如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:
(1)回路的感应电动势;
(2)流过R1的电流;
(3)a、b两点间电压Uab。
【答案】(1)4V;(2)0.4A;(3)2.4V
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律
(2)流过R1的电流
(3)回路中线圈为电源,根据楞次定律可知,a点电势高于b点,R为外电阻,有
16.(2026·北京东城·二模)如图所示,虚线右侧存在竖直向下的有界匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1 T。光滑水平面上的正方形金属线框abcd,cd边与磁场左边界重合,在此位置时线框的速度v=4 m/s,方向水平向右,在水平外力F作用下匀速进入磁场区域。已知线框的电阻R=0.4 Ω,边长L=0.1 m,线框运动过程中ab、cd两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场的过程中,求:
(1)cd边切割磁感线产生的感应电动势E;
(2)外力F的大小;
(3)线框中产生的焦耳热Q。
【答案】(1)0.04V
(2)
(3)
【详解】(1)导体垂直切割磁感线有
解得
(2)线框匀速进入磁场,外力与安培力大小相等。 由欧姆定律得感应电流
安培力大小为
由平衡条件
解得
(3)线框完全进入磁场的运动时间
由焦耳定律
代入数据得
17.(2026·北京西城·一模)新一代航母阻拦系统采用电磁阻拦技术,实现舰载机的安全拦停。电磁阻拦系统的原理可简化为如图所示的情境,飞机着舰时钩住阻拦索并立即关闭动力系统,然后飞机通过阻拦索拖着一根金属棒ab在匀强磁场中沿着平行导轨滑行减速,阻拦索与金属棒间绝缘。已知,磁场的磁感应强度为B,金属棒质量为m,长度为L,电路的总电阻为R;飞机质量为M,着舰速度为v0,减速过程中受的平均阻力为f(包括甲板摩擦和空气阻力)。忽略阻拦索的质量和金属棒与导轨之间的摩擦阻力。假设飞机钩住阻拦索后,飞机与金属棒在极短时间内达到相同的速度。
(1)求飞机钩住阻拦索瞬间
a.飞机与金属棒的共同速度大小v;
b.电路中的电流大小I。
(2)若飞机拖着金属棒通过位移x后速度减为0,求此过程中电路获得的总电能。
【答案】(1)a.,b.
(2)
【详解】(1)a.飞机钩住阻拦索后,根据动量守恒定律,有
解得;
b.金属棒切割磁感线产生电动势
电路中的电流
解得。
(2)飞机拖着金属棒减速到0的过程中,根据能量守恒定律,有
解得。
18.(2026·北京东城区·一模)磁悬浮列车是一种新型交通工具。
(1)某实验车按照设定的模式做直线运动。图1所示为该车由静止启动时,加速度 随时间的变化曲线,求当加速度时,实验车速度的大小;
(2)图2所示为磁悬浮列车的一种简化驱动模式:水平地面上有两根足够长的平行直导轨,导轨间有等间距的匀强磁场和,磁场沿竖直(垂直纸面)方向,二者方向相反。固定在实验车底部的线框的宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场和同时以恒定速度向右运动时,线框受到的安培力驱动实验车向前运动。设线框的边长与导轨间距均为,线框的匝数为总电阻为,实验车与线框的总质量为,磁场运动的速度为,假设实验车受到的阻力恒为,求实验车的最大速率;
(3)在列车高速运行过程中,空气阻力可能占列车运行总阻力的 以上,因此减少磁悬浮列车所受的空气阻力十分重要。假设空气分子与列车车头发生弹性碰撞,列车车头表面光滑,在上述假设前提下完成下列问题:
a.将列车车头简化为以速率水平匀速运动的长方体。试证明列车车头所受空气阻力大小与的关系满足,并确定的值;
b.实际生活中,磁悬浮列车车头呈细长的流线型,如图3所示。请通过必要计算分析说明,设计为流线型时列车车头所受空气阻力f2小于f1。
【答案】(1)55m/s
(2)
(3)a.2 b. 磁悬浮列车车头设计成细长的流线型时,可以简化为:车头平面与水平地面成角度的斜面。如图所示
空气分子与车头发生弹性碰撞,垂直斜面分速度反向,平行斜面分速度不变。所以根据动量定理,有
可得
所以列车车头所受空气阻力f2小于f1
【详解】(1)列车由静止开始启动,根据a-t图线与坐标轴所围的面积等于速度,可得当加速度时,实验车速度的大小
(2)当车速为v时,金属框中感应电动势为
金属框中感应电流为
又因为
根据牛顿第二定律
列车速度最大时,则有
解得实验车的最大速率为
(3)a.设空气密度为,单个空气分子的质量为m0,车头截面积为S,则依题意,如图所示
空气分子以速率v撞到车头上,时间内撞击车头的空气质量
因为空气分子与车头发生弹性碰撞,所以,碰撞后,空气分子将以原速率反弹回来,根据动量定理
解得
即:f1与v的关系满足,即
b. 略。
19.(2026·北京丰台·一模)如图所示,电阻为r的导体棒在外力的作用下沿光滑导线框向右做匀速运动,线框中接有阻值为R的电阻。线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度为l,导体棒的速度为v,线框的电阻不计。
(1)由法拉第电磁感应定律可得出导体棒产生的电动势,求:
a.比较导体棒ab两端电势的高低,并求出导体棒两端电压U;
b.导体棒受到外力的大小F;
(2)电动势的定义为,其中W是电源内部非静电力移动电荷量为q的电荷所做的功。请结合电动势的定义,推导导体棒产生的电动势。
【答案】(1)a.,;b.
(2)见解析
【详解】(1)a.根据楞次定律,导体棒中的电流方向为由a到b,得
根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律,,
得
b.导体棒向右运动过程中受到与运动方向相反的安培力,由导体棒匀速运动可知
得
(2)导体棒向右运动时,导体棒中的自由电子受到沿导体棒方向的洛伦兹力充当非静电力
自由电子e在非静电力的作用下从导体棒b端运动到a端的过程中,非静电力做功
根据电动势的定义可得
20.(2026·北京西城·二模)如图1所示,是一个边长为的正方形导体框,其电阻为,在位置1时具有大小为的速度。在某一恒定拉力作用下,导体框向右匀速进入匀强磁场区域。磁场区域的宽度为,磁感应强度大小为。
(1)在导体框进入磁场的过程中(由位置1到位置2),求:
a.导体框内的感应电流大小;
b.拉力做的功。
(2)若换用更大的恒定拉力作用在导体框上,导体框在位置1的速度大小仍为,请写出导体框由位置1到位置3的过程中做什么运动,并在图2坐标系中定性画出此过程导体框运动的图像。
【答案】(1)a.;b.
(2)导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动,然后做匀加速直线运动,
【详解】(1)a.导体框进入磁场,边切割磁感线,产生电动势
导体框内的感应电流
解得
b.导体框进入磁场的过程中,受拉力
进入过程拉力做功
解得
(2)导体框先做加速运动,随着速度增大,感应电动势增大,感应电流增大,导体框所受安培力增大,根据牛顿第二定律可知导体框加速度减小,导体框完全进入磁场中后,所受安培力为零,根据牛顿第二定律可知,导体框加速度不变,即导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动,然后做匀加速直线运动。图像如图所示
试卷第1页,共3页
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专题10 电磁感应
7年真题1年模拟
考点分类
北京考情(2020-2026)
命题规律
考点1 电磁感应现象
2025、2024
情境:能够产生感应电流的基本情境;
考点:磁通量、磁通量的变化、电磁感应现象产生的原因;
题型:单选题;
考点2 感应电流方向
2026、2025、2022、2021
情境:线圈在磁场中转动、平动;产生磁场的电流强弱变化、导体棒切割等;
考点:楞次定律,右手定则等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:重视与能量守恒、安培力、运动等知识的综合运用。
考点3 法拉第电磁感应定律的应用
2026、2024、2023、2022、2021、2020
情境:感生电动势、发电机模型等;
考点:法拉第电磁感应定律、闭合回路欧姆定律、安培力等;
题型:单选+大题,依托实际问题情境设问;
综合:结合电路知识,分析电磁感应电路中的电流、电压、电功率等问题;另一方面,突出电磁感应与力学、能量知识的综合运用,如通过导体棒在磁场中的运动,综合考查牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律,分析导体棒的受力、运动状态及能量转化过程。
考点4 自感和涡流
2023、2021
情境:通电自感和断电自感;
考点:自感电动势、自感线圈、自感电路分析等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:部分试题会引入新的科研成果或情境信息,考查考生获取信息、迁移知识、解决新问题的创新能力,全方位检验考生对电磁感应知识的掌握程度与物理学科核心素养的发展水平。
考点01 电磁感应现象
一、单选题
1.【答案】A
2.【答案】B
考点02感应电流方向
一、单选题
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】D
考点03法拉第电磁感应定律的应用
一、单选题
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】C
二、解答题
4.【答案】(1)导体棒的电流方向,大小为
(2)
(3)
【详解】(1)根据右手定则可知,导体棒中感应电流的方向为;刚开始运动时,感应电动势为
通过导体棒的电流大小
(2)初始时刻导体棒所受安培力为
由牛顿第二定律有
解得
(3)根据题意,由能量守恒定律可知,电阻产生的热量
5.【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)开关闭合前电容器的电荷量为Q,则电容器两极板间电压 开关闭合瞬间,通过导体棒的电流 解得闭合开关瞬间通过导体棒的电流为
(2)开关闭合瞬间由牛顿第二定律有 将电流I代入解得
(3)由(2)中结论可知,随着电容器放电,所带电荷量不断减少,所以导体棒的加速度不断减小,其v-t图线如图所示
6.【答案】(1)T;(2);(3)见解析
【详解】(1)电线中间位置速度约为,则整体平均速度约为,由可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小为T。
(2)设导电电子定向移动的速率为v,t时间内通过横截面的电量为q, 有 导电电子定向移动过程中,在方向受到的电场力与洛伦兹力平衡,有 得
(3)如答图3建立三维直角坐标系Oxyz
设地磁场磁感应强度在三个方向的分量为Bx、By、Bz。把金属薄片置于xOy平面内,M、N两极间产生电压Uz仅取决于Bz。由(2)得 由Uz的正负(M、N两极电势的高低)和电流I的方向可以确定Bz的方向。 同理,把金属薄片置于xOz平面内,可得By的大小和方向;把金属薄片置于yOz平面内,可得Bx的大小和方向,则地磁场的磁感应强度的大小为 根据Bx、By、Bz的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。
7.【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据图像可知,线圈中垂直于纸面向里的磁场增大,为了阻碍线圈中磁通量的增大,根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外,根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向,所通过电阻的电流方向为。
(2)根据法拉第电磁感应定律
(3)电阻两端的电压为路端电压,根据分压规律可知
考点04自感和涡流
一、单选题
1.【答案】D
二、解答题
2.【答案】(1);(2)a.,b.;(3)见解析
【详解】(1)当物体下落速度达到最大速度时,加速度为零,有 得
(2)a.由闭合电路的欧姆定理有b.由自感规律可知,线圈产生的自感电动势阻碍电流,使它逐渐变大,电路稳定后自感现象消失,I - t图线如答图2
(3)各种能量转化的规律如图所示
情境1
情境2
电源提供的电能
线圈磁场能的增加量
克服阻力做功消耗的机械能
一、单选题
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】B
11.【答案】C
12.【答案】B
13.【答案】C
14.【答案】B
二、解答题
15.【答案】(1)4V;(2)0.4A;(3)2.4V
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律
(2)流过R1的电流
(3)回路中线圈为电源,根据楞次定律可知,a点电势高于b点,R为外电阻,有
16.【答案】(1)0.04V
(2)
(3)
【详解】(1)导体垂直切割磁感线有
解得
(2)线框匀速进入磁场,外力与安培力大小相等。 由欧姆定律得感应电流
安培力大小为
由平衡条件
解得
(3)线框完全进入磁场的运动时间
由焦耳定律
代入数据得
17.【答案】(1)a.,b.
(2)
【详解】(1)a.飞机钩住阻拦索后,根据动量守恒定律,有
解得;
b.金属棒切割磁感线产生电动势
电路中的电流
解得。
(2)飞机拖着金属棒减速到0的过程中,根据能量守恒定律,有
解得。
18.【答案】(1)55m/s
(2)
(3)a.2 b. 磁悬浮列车车头设计成细长的流线型时,可以简化为:车头平面与水平地面成角度的斜面。如图所示
空气分子与车头发生弹性碰撞,垂直斜面分速度反向,平行斜面分速度不变。所以根据动量定理,有
可得
所以列车车头所受空气阻力f2小于f1
【详解】(1)列车由静止开始启动,根据a-t图线与坐标轴所围的面积等于速度,可得当加速度时,实验车速度的大小
(2)当车速为v时,金属框中感应电动势为
金属框中感应电流为
又因为
根据牛顿第二定律
列车速度最大时,则有
解得实验车的最大速率为
(3)a.设空气密度为,单个空气分子的质量为m0,车头截面积为S,则依题意,如图所示
空气分子以速率v撞到车头上,时间内撞击车头的空气质量
因为空气分子与车头发生弹性碰撞,所以,碰撞后,空气分子将以原速率反弹回来,根据动量定理
解得
即:f1与v的关系满足,即
b. 略。
19.【答案】(1)a.,;b.
(2)见解析
【详解】(1)a.根据楞次定律,导体棒中的电流方向为由a到b,得
根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律,,
得
b.导体棒向右运动过程中受到与运动方向相反的安培力,由导体棒匀速运动可知
得
(2)导体棒向右运动时,导体棒中的自由电子受到沿导体棒方向的洛伦兹力充当非静电力
自由电子e在非静电力的作用下从导体棒b端运动到a端的过程中,非静电力做功
根据电动势的定义可得
20.【答案】(1)a.;b.
(2)导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动,然后做匀加速直线运动,
【详解】(1)a.导体框进入磁场,边切割磁感线,产生电动势
导体框内的感应电流
解得
b.导体框进入磁场的过程中,受拉力
进入过程拉力做功
解得
(2)导体框先做加速运动,随着速度增大,感应电动势增大,感应电流增大,导体框所受安培力增大,根据牛顿第二定律可知导体框加速度减小,导体框完全进入磁场中后,所受安培力为零,根据牛顿第二定律可知,导体框加速度不变,即导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动,然后做匀加速直线运动。图像如图所示
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专题10 电磁感应
7年真题1年模拟
考点分类
北京考情(2020-2026)
命题规律
考点1 电磁感应现象
2025、2024
情境:能够产生感应电流的基本情境;
考点:磁通量、磁通量的变化、电磁感应现象产生的原因;
题型:单选题;
考点2 感应电流方向
2026、2025、2022、2021
情境:线圈在磁场中转动、平动;产生磁场的电流强弱变化、导体棒切割等;
考点:楞次定律,右手定则等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:重视与能量守恒、安培力、运动等知识的综合运用。
考点3 法拉第电磁感应定律的应用
2026、2024、2023、2022、2021、2020
情境:感生电动势、发电机模型等;
考点:法拉第电磁感应定律、闭合回路欧姆定律、安培力等;
题型:单选+大题,依托实际问题情境设问;
综合:结合电路知识,分析电磁感应电路中的电流、电压、电功率等问题;另一方面,突出电磁感应与力学、能量知识的综合运用,如通过导体棒在磁场中的运动,综合考查牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律,分析导体棒的受力、运动状态及能量转化过程。
考点4 自感和涡流
2023、2021
情境:通电自感和断电自感;
考点:自感电动势、自感线圈、自感电路分析等;
题型:单选为主,依托实际问题情境设问;
综合:部分试题会引入新的科研成果或情境信息,考查考生获取信息、迁移知识、解决新问题的创新能力,全方位检验考生对电磁感应知识的掌握程度与物理学科核心素养的发展水平。
考点01 电磁感应现象
一、单选题
1.(2025·北京·高考)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
2.(2024·北京·高考)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
考点02感应电流方向
一、单选题
1.(2026·北京·高考真题)用如图1所示的装置研究线圈中的感应电流。固定在支架上的线圈与电流传感器、滑动变阻器连接。时磁铁从线圈上方某高处开始下落,穿过线圈并远离线圈。电流传感器采集的电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.时间内,感应电流方向从到
B.时刻,穿过线圈的磁通量为0
C.、两段时间内曲线与时间轴围成的面积相等
D.向左移动滑片,重复实验所得图像中的变小
2.(2025·北京·高考)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
3.(2022·北京·高考)如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框,边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则( )
A.线框中产生的感应电流方向为
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框边所受的安培力大小恒定
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
4.(2021·北京·高考)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
考点03法拉第电磁感应定律的应用
一、单选题
1.(2024·北京·高考)电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示。类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是( )
A.QU的单位和ΦI的单位不同
B.在国际单位制中,图中所定义的M的单位是欧姆
C.可以用来描述物体的导电性质
D.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式
2.(2023·北京·高考)如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是( )
A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动
C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等
D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
3.(2021·北京·高考)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上。在此过程中 ( )
A.导体棒做匀减速直线运动 B.导体棒中感应电流的方向为
C.电阻R消耗的总电能为 D.导体棒克服安培力做的总功小于
二、解答题
4.(2026·北京·高考)如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为、方向竖直向下,宽为的型长直金属导轨水平放置,导轨左端接阻值为的电阻。质量为的导体棒在导轨上以初速度开始运动。运动过程中导体棒与导轨垂直且接触良好,不计导体棒和导轨的电阻及它们间的摩擦。求:
(1)初始时刻通过导体棒的电流大小和方向;
(2)初始时刻导体棒加速度的大小;
(3)导体棒速度从减为0的过程中电阻产生的热量。
5.(2024·北京·高考)如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中,两根相距L的平行长直金属导轨水平放置,左端接电容为C的电容器,一导体棒放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为B,导体棒的质量为m、接入电路的电阻为R。开关闭合前电容器的电荷量为Q。
(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I;
(2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小a;
(3)在图乙中定性画出闭合开关后导体棒的速度v随时间t的变化图线。
6.(2022·北京·高考)指南针是利用地磁场指示方向的装置,它的广泛使用促进了人们对地磁场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。
(1)如图1所示,两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表,迅速摇动这根电线。若电线中间位置的速度约10m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地;
(2)如图2所示,一矩形金属薄片,其长为a,宽为b,厚为c。大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出,当外加与薄片垂直的匀强磁场时,M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B;
(3)假定(2)中的装置足够灵敏,可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向,请说明测量的思路。
7.(2020·北京·高考)如图甲所示,匝的线圈(图中只画了2匝),电阻,其两端与一个的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻的电流方向;
(2)求线圈产生的感应电动势;
(3)求电阻两端的电压。
考点04自感和涡流
一、单选题
1.(2023·北京·高考)如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关,则( )
A.P与Q同时熄灭 B.P比Q先熄灭
C.Q闪亮后再熄灭 D.P闪亮后再熄灭
二、解答题
2.(2021·北京·高考)类比是研究问题的常用方法。
(1)情境1:物体从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一个与运动方向相反的空气阻力(k为常量)的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程(①式)描述,其中m为物体质量,G为其重力。求物体下落的最大速率。
(2)情境2:如图1所示,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为R。闭合开关S,发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式,写出电流I随时间t变化的方程;并在图2中定性画出I - t图线。
(3)类比情境1和情境2中的能量转化情况,完成下表。
情境1
情境2
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
一、单选题
1.(2026·北京昌平·一模)无线充电线圈示意图如图1所示,线圈匝数为,横截面积为。磁场平行于线圈轴线穿过线圈,取向右方向为正,在时间内,磁感应强度随时间变化的图像如图2所示。在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.点的电势低于点的电势 B.a、b之间的电压随时间均匀减小
C.时刻,a、b之间的电压为零 D.a、b之间的电压恒为
2.(2026·北京西城·一模)如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈竖直下落并始终保持水平。在位置B处磁铁的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离都比较小。在线圈从A到C的下落过程中,下列说法正确的是( )
A.线圈受到的安培力始终做负功
B.线圈的机械能先减小后增大
C.在B位置时线圈的感应电流为0
D.俯视时,线圈的感应电流方向先逆时针后顺时针
3.(2026·北京通州·模拟)如图所示,一质量为的细金属导体棒放置在绝缘光滑水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中。棒在水平拉力作用下,由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。在棒运动过程中,下列说法正确的是( )
A.端比端的电势低
B.棒中的电场强度逐渐增大
C.电子所受洛伦兹力做负功
D.水平拉力的大小为
4.(25-26高三下·北京海淀·期中)如图所示的电路中,P、Q是两个相同的小灯泡,线圈L的自感系数很大、电阻不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,P、Q先同时亮,然后P变得更明亮,Q逐渐变暗至熄灭
B.闭合开关S,Q先亮,P逐渐变亮
C.断开开关S,P、Q均立即熄灭
D.断开开关S,P、Q均闪亮后再熄灭
5.(25-26高三下·北京海淀·期中)轻轻拨动一个铜盘可以使其长时间地绕OO'轴自由转动。如果在铜盘转动时把蹄形磁体的两极放在铜盘的边缘(但并不接触),如图所示,铜盘可以在较短的时间内停止转动。在铜盘逐渐停止转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.铜盘的发热功率不变
B.穿过铜盘上表面的磁通量不变
C.磁体受到铜盘的作用力沿铜盘半径向外
D.若使磁体绕OO'轴与铜盘同向转动,铜盘一定会越转越快
6.(2026·北京东城区·一模)核磁共振(NMR)是一种在化学生物等方面具有极多应用的检验手段。已知氢原子核有自旋,自旋产生微小环形电流,环形电流产生磁场,其效果类似小磁针。如图1所示为核磁共振仪工作原理的简化图。与扫描发生器、射频发生器、探测器相连的线圈分别称作扫描线圈、射频线圈、探测线圈。核磁共振仪开始工作后,扫描线圈中通以强电流,形成水平方向的强磁场。此时氢原子小磁针的运动形式可类比为陀螺:可认为一端固定,另一端点以外界强磁场方向为轴做圆周运动,这一运动形式称为进动,如图2所示。当氢原子小磁针在强磁场中排列稳定后,在射频线圈中通以正弦交变电流。类似核外电子吸收能量跃迁至更高能级,射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级,氢原子小磁针进动模式因而发生改变。随后撤去射频电流,氢原子小磁针重新回到原进动模式。在这一恢复过程中,大量氢原子小磁针所产生的宏观磁场切割探测线圈,所形成的电流经处理最终成像。下列说法正确的是( )
A.氢原子小磁针进动时,原子核的自旋以为轴
B.氢原子小磁针在重回原进动模式的过程中会释放能量
C.进动模式恢复过程中,探测线圈中的磁通量不变
D.射频线圈产生的电磁波频率高于射线
7.(2026·北京石景山·统一练习)如图所示,在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环,两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小,不计摩擦,则闭合开关S瞬间( )
A.两环都向左运动
B.两环都向右运动
C.从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
8.(2026·北京石景山·统一练习)如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内,有一直径略小于圆管口径的带正电的小球,正以速率沿逆时针方向做匀速圆周运动。在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间均匀增大的磁场。运动过程中小球所带的电荷量不变,则下列说法正确的是( )
A.洛伦兹力对小球做正功 B.小球先做减速圆周运动,再反向做加速圆周运动
C.小球受到的电场力不做功 D.小球所受洛伦兹力始终指向圆心
9.(2026·北京朝阳·一模)如图甲所示,边长为l的正方形导线框abcd,以恒定速度沿x轴向右运动,穿过图中所示的匀强磁场区域。从导线框在图示位置的时刻开始计时,则乙图的纵轴对应的物理量为导线框( )
A.所包围面积的磁通量 B.b、c两点的电势差Ubc
C.bc边所受安培力大小 D.所受外力的功率
10.(2026·北京朝阳·一模)如图所示,小明同学用一个悬挂的强磁铁和一块铜片演示了一个神奇的实验,当磁铁从左侧某一高度处由静止释放摆至右侧最高位置的过程中,其下方放在圆珠笔芯上的铜片发生了运动(此过程铜片始终未脱离笔芯)。在此过程中,磁铁重力做功为WG,磁铁克服磁场力做功为W1,磁场力对铜片做功为W2,铜片获得的动能为Ek,铜片上产生的电热为Q。不计磁铁产生的电热,忽略空气阻力以及铜片在笔芯上所受的摩擦力,不计地磁场影响。则( )
A.WG > W1 B.W2= Ek
C.W1=W2 D.WG=W1+Ek+Q
11.(2026·北京丰台·二模)如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环,A环会被吸引
B.用磁铁的N极靠近B环,B环内没有产生感应电动势
C.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环均会被排斥
D.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环产生的感应电流方向相同
12.(2026·北京西城·二模)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图1所示,磁场向上为正。当磁感应强度随时间按图2变化时,下列说法正确的是( )
A.时,导体环中的感应电流最大
B.时,导体环中的感应电流方向为正
C.时,导体环受到的安培力最大
D.内,导体环有扩张趋势
13.(2026·北京西城·二模)如图所示,和是规格相同的两个灯泡,与线圈串联,与可调电阻串联。调节电阻和,使两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,和同时亮起
B.断开开关S,缓慢熄灭,立即熄灭
C.增大电阻,断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
D.减小电阻,断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
14.(2026·北京朝阳·二模)电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船,其结构简图如图所示,AB和CD是与电源相连的导体板,AB与CD之间的区域浸没在海水中,其中部分区域处在垂直纸面向里的匀强磁场中(磁场由固定在船上的线圈产生,其独立电路图中未画出)。下列说法正确的是( )
A.使船前进的力,是磁场对海水的安培力
B.为使船前进,AB板应接电源的正极
C.同时改变磁场的方向和电源正负极,海水所受的安培力将反向
D.图中电源消耗的电能等于电磁船获得的动能与电路中产生的焦耳热之和
二、解答题
15.(2026·北京朝阳·二模)如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:
(1)回路的感应电动势;
(2)流过R1的电流;
(3)a、b两点间电压Uab。
16.(2026·北京东城·二模)如图所示,虚线右侧存在竖直向下的有界匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1 T。光滑水平面上的正方形金属线框abcd,cd边与磁场左边界重合,在此位置时线框的速度v=4 m/s,方向水平向右,在水平外力F作用下匀速进入磁场区域。已知线框的电阻R=0.4 Ω,边长L=0.1 m,线框运动过程中ab、cd两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场的过程中,求:
(1)cd边切割磁感线产生的感应电动势E;
(2)外力F的大小;
(3)线框中产生的焦耳热Q。
17.(2026·北京西城·一模)新一代航母阻拦系统采用电磁阻拦技术,实现舰载机的安全拦停。电磁阻拦系统的原理可简化为如图所示的情境,飞机着舰时钩住阻拦索并立即关闭动力系统,然后飞机通过阻拦索拖着一根金属棒ab在匀强磁场中沿着平行导轨滑行减速,阻拦索与金属棒间绝缘。已知,磁场的磁感应强度为B,金属棒质量为m,长度为L,电路的总电阻为R;飞机质量为M,着舰速度为v0,减速过程中受的平均阻力为f(包括甲板摩擦和空气阻力)。忽略阻拦索的质量和金属棒与导轨之间的摩擦阻力。假设飞机钩住阻拦索后,飞机与金属棒在极短时间内达到相同的速度。
(1)求飞机钩住阻拦索瞬间
a.飞机与金属棒的共同速度大小v;
b.电路中的电流大小I。
(2)若飞机拖着金属棒通过位移x后速度减为0,求此过程中电路获得的总电能。
18.(2026·北京东城区·一模)磁悬浮列车是一种新型交通工具。
(1)某实验车按照设定的模式做直线运动。图1所示为该车由静止启动时,加速度 随时间的变化曲线,求当加速度时,实验车速度的大小;
(2)图2所示为磁悬浮列车的一种简化驱动模式:水平地面上有两根足够长的平行直导轨,导轨间有等间距的匀强磁场和,磁场沿竖直(垂直纸面)方向,二者方向相反。固定在实验车底部的线框的宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场和同时以恒定速度向右运动时,线框受到的安培力驱动实验车向前运动。设线框的边长与导轨间距均为,线框的匝数为总电阻为,实验车与线框的总质量为,磁场运动的速度为,假设实验车受到的阻力恒为,求实验车的最大速率;
(3)在列车高速运行过程中,空气阻力可能占列车运行总阻力的 以上,因此减少磁悬浮列车所受的空气阻力十分重要。假设空气分子与列车车头发生弹性碰撞,列车车头表面光滑,在上述假设前提下完成下列问题:
a.将列车车头简化为以速率水平匀速运动的长方体。试证明列车车头所受空气阻力大小与的关系满足,并确定的值;
b.实际生活中,磁悬浮列车车头呈细长的流线型,如图3所示。请通过必要计算分析说明,设计为流线型时列车车头所受空气阻力f2小于f1。
19.(2026·北京丰台·一模)如图所示,电阻为r的导体棒在外力的作用下沿光滑导线框向右做匀速运动,线框中接有阻值为R的电阻。线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度为l,导体棒的速度为v,线框的电阻不计。
(1)由法拉第电磁感应定律可得出导体棒产生的电动势,求:
a.比较导体棒ab两端电势的高低,并求出导体棒两端电压U;
b.导体棒受到外力的大小F;
(2)电动势的定义为,其中W是电源内部非静电力移动电荷量为q的电荷所做的功。请结合电动势的定义,推导导体棒产生的电动势。
20.(2026·北京西城·二模)如图1所示,是一个边长为的正方形导体框,其电阻为,在位置1时具有大小为的速度。在某一恒定拉力作用下,导体框向右匀速进入匀强磁场区域。磁场区域的宽度为,磁感应强度大小为。
(1)在导体框进入磁场的过程中(由位置1到位置2),求:
a.导体框内的感应电流大小;
b.拉力做的功。
(2)若换用更大的恒定拉力作用在导体框上,导体框在位置1的速度大小仍为,请写出导体框由位置1到位置3的过程中做什么运动,并在图2坐标系中定性画出此过程导体框运动的图像。
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