2027届高考物理一轮复习专题模拟试卷（七）磁场 电磁感应 交流电

**基本信息** 聚焦磁场、电磁感应、交流电三大模块，以题载法构建“概念-规律-应用”逻辑链，强化物理观念与科学思维的专项突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场基础|单选1/5|右手定则、洛伦兹力提供向心力|从电流磁场到粒子运动轨迹，构建“场-力-运动”模型| |电磁感应|单选2/6、解答13|楞次定律、法拉第电磁感应定律、能量守恒|由磁通量变化推导感应电动势，关联电路与力学综合| |交流电|单选3/4、实验11|变压器匝数比关系、有效值计算|从理想变压器到电路动态分析，强化“电压-电流-功率”逻辑| |综合应用|解答14/15|速度选择器平衡条件、几何关系分析|整合电场加速、磁场偏转，提升复杂问题科学推理能力|

2027届高考物理一轮复习 专题模拟试卷（七）磁场 电磁感应 交流电 一、单选题 1．如图所示实验装置中，两根平行直导线两端固定。通以电流，可演示电流间的相互作用，有助于建立电流产生磁场的认识。若可分别改变每根导线中的电流，还可以探究（     ） A．磁场强弱与距离的定性关系 B．磁场强弱与电流大小的定性关系 C．磁场是否可以叠加 D．磁场有无沿电流方向的分量 2．如图，边长为的正方形回路内，存在半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的方向与回路所在平面垂直、变化率（为常量）。除了电阻，不计其他电阻，则通过电阻的电流大小为（     ） A．0 B． C． D． 3．多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由121个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.1 A。将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V，该彩灯带正常发光。则变压器（     ） A．原、副线圈的匝数之比为1∶55 B．原、副线圈的电流之比为55∶1 C．原线圈的输入功率为0.4 W D．原线圈的电流为0.22 A 4．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（     ） A．电压表、的示数之比为2∶1 B．电流表示数不变 C．电流表示数增加 D．变压器输出功率减小 5．圆心在原点、半径为的圆形匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；质量为、电荷量为的带电粒子以初速度（未知）从磁场外沿轴正方向从点进入磁场，从点射出，出射速度方向与轴正方向夹角为，如图所示。不计粒子的重力，则（     ） A．带电粒子带正电 B．粒子的运动轨迹是抛物线 C．粒子运动速度大小 D．粒子在磁场内的运动时间 6．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 7．如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨N和Q，左端与一阻值为R的电阻相连，电路中串联一理想二极管D。在x≥0区域交替存在大小为、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足；位于x = 0处垂直导轨放置一根导体棒ab，其接入电路中的电阻也为R。现在外力作用下导体棒沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，不计其它电阻，求（     ） A．当导体棒运动到时，导体棒受到的安培力为 B．当导体棒运动到时，导体棒两端电压为0 C．当导体棒运动到时，外力做功为 D．当导体棒运动到时，外力的冲量为 二、多选题 8．图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 9．如图所示，两个同心圆半径分别为r和2r，其中ab为圆的直径，在两圆之间的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子由b点以某速率与ab成角射入磁场区域，粒子恰好未进入小圆区域内。不计粒子重力，已知，则（     ） A．若，则粒子速率为 B．若，则粒子在磁场中运动的时间为 C．若，则粒子的速率可能为 D．若，则粒子的速率可能为 10．如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一定值电阻。轴平行于金属导轨，在的空间区域内存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小随坐标的分布规律为。金属细棒在水平向右的外力作用下平行于导轨运动，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。已知导轨间距为，电阻的阻值为，金属棒从运动到的过程中，电阻的电功率保持不变，产生的焦耳热为。不计导轨和金属棒的电阻，则金属棒（     ） A．从到的过程做匀减速直线运动 B．从到的过程受到的外力逐渐增大 C．经过处时的速度大小为 D．从到的过程所用的时间为 三、实验题 11．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示，标出的数值为线圈匝数。 (1)变压器的铁芯，它的结构和材料是________。 A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成 (2)实验中将电源接在左边线圈的“0”和“800”两个匝数的接线柱上，用电表测得右边线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则左边线圈的输入电压可能为________。 A．1.5 V B．4.5 V C．6.0 V D．9.0 V 12．霍尔效应是电磁基本现象之一。如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。小年同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。 (1)若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的 “＋” 接线柱与______（填“M”或“N”）端通过导线连接。 (2)已知薄片厚度d = 0.40mm，该同学保持磁感应强度B = 0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据，如图所示，在给定坐标纸上画出图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______（保留两位有效数字）。 (3)小青同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路。S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向______（填“a”或“b”），S2掷向______（填“c”或“d”）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件______和______（填图乙器件代号）之间。 四、解答题 13．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。 14．质谱仪是分离和检测同位素的科学仪器，其原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；区域Ⅱ为速度选择器，两板间距为，电压为，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；区域Ⅲ为磁分析器，磁感应强度大小也为，方向垂直纸面向里。从点由静止释放一电荷量为的粒子，经加速后进入速度选择器做直线运动，从点垂直进入磁分析器做圆周运动，最终打到照相底片的点，忽略粒子重力。 (1)求粒子经过点时的速度大小； (2)求粒子的比荷； (3)另有的同位素从点由静止释放，仅调节加速电压，使以与相同的速度通过速度选择器，射入磁分析器后打到照相底片的点。测得与两点间距离为。求两粒子质量差。 15．如图，垂直于轴的足够大绝缘薄挡板P紧贴平行金属板放置，挡板P有一小孔在原点处，点到垂直于轴的两金属板距离相等。在平面位于处的粒子源以速率向面内各方向发射质量为、电荷量为的带电粒子。两金属板（上板为正极）间距为，板间电压初始为。在平面轴右侧，圆心位于、直径在轴、半径为的半圆区域存在方向垂直于平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为。在处有一垂直于轴的固定弹性绝缘挡板Q，粒子若碰到Q将发生弹性碰撞且电荷量不变。粒子打到金属板或挡板P均会被吸收，不计粒子重力及粒子间的相互作用，忽略边缘效应。（、均为已知量） (1)可从小孔进入磁场的粒子，求其从点处射入磁场速度方向与轴正向夹角的正弦值； (2)粒子从磁场射出后与挡板Q发生碰撞，求其再次射入磁场到达挡板上位置的坐标； (3)若仅改变电压的大小，在不同电压下，粒子源发射的所有粒子均无法打到挡板P右侧面；进入磁场的所有粒子打到挡板右侧面有1个撞击点或2个撞击点，求以上三种情况分别对应的电压取值范围（用已知量表示）。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D C C C C AD AD BC 11．(1)D (2)D 12．(1)M (2)1.5 (3) b c S1/ S2 E 13．(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 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子在速度选择器中做直线运动，根据平衡条件，有 又 解得粒子经过点时的速度大小 （2）粒子在加速电场中经加速后速度达到，根据动能定理有 解得 （3）粒子、以相同的速度通过速度选择器后，在磁分析器中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，满足， 解得， 由几何关系得 代入 解得 15．(1)0.6或0.8 (2)或 (3)，无粒子能到达O点，均无法打到P右侧面。 当时，仅粒子能进入磁场，1个撞击点； 当时，两粒子均能进入且撞击点不同，2个撞击点； 当时，两粒子轨迹重合，1个撞击点。 【详解】（1）粒子在电场中做类斜抛运动 设粒子初速度方向与x轴夹角为，加速度 方向沿y轴正向。粒子从运动到，水平方向 竖直方向 联立解得 即 在O点，， 设射入磁场速度方向与x轴夹角为，则 即 根据， 解得或 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径 磁场区域半径也为L。由几何关系，粒子从O点射入，必从磁场边界另一点射出，且射出速度方向水平向右，如下图 射出点纵坐标 当时，， 当时，， 粒子与Q板弹性碰撞后沿x轴负方向返回，再次进入磁场。 由对称性及圆周运动几何关系，粒子再次打到挡板上的位置纵坐标 故y坐标为或。 （3）根据（1）可知 设。粒子能到达O点需满足，即， 若，则，无粒子能到达O点，均无法打到P右侧面。 当时，存在两个发射角（假设大于）。粒子在电场中不撞板条件为，如下图 上图为刚好到达上极板的临界，根据逆向看，类平抛运动速度偏转角是位移偏转角正切值的2倍，可知，此时 根据数学关系可知此时， 解得对于需，即 此时对应粒子轨迹刚好与上极板相切。 综上所述，当时，仅粒子能进入磁场，1个撞击点； 当时，两粒子均能进入且撞击点不同，2个撞击点； 当时，两粒子轨迹重合，1个撞击点； 当，则，无粒子能到达O点，均无法打到P右侧面。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $