选修二 第二章 电磁感应-单元知识网络、素养提升和单元检测 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 高中物理选择性必修二电磁感应单元复习卷，整合近年真题与模拟题，以磁悬浮列车、智能能量回收等真实情境为载体，覆盖电磁感应核心知识，梯度设计适配单元复习，培养物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|互感（题1）、自感（题5）、电磁感应定律（题4）|结合科技情境考查科学推理，如题2磁悬浮列车线圈面积变化分析| |多选|3/18|磁场中运动（题8）、电磁感应与电路（题9）|以高考真题为素材，注重模型建构，如题9导轨区域磁场与电容综合| |非选择|5/54|实验探究（题11、12）、综合应用（题13-15）|设计电磁弹射（题13）、火星车探测（题15）等复杂情境，融合科学探究与社会责任，考查综合分析能力|

高中物理选择性必修二知识网络和复习单元检测卷 第二章 电磁感应 知识网络 单元检测卷6 电磁感应 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. （江西吉安一中2025学年度下学期全真模拟考试）如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流随时间t的变化规律如图乙所示，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是（　　） A. 时刻B环中感应电流最大 B. 和时刻，两环相互排斥 C. 和时刻，B环中产生的感应电流方向相同 D. 时刻，B环有扩张的趋势 2. （2025年5月东北三省精准质检）磁悬浮列车的悬浮控制技术是利用双线圈系统产生动态磁场，通过磁场调整列车位置，确保运行稳定。如图所示，半径不同的两个圆形线圈A、B，放置于同一水平面内，圆心重合。甲图中A线圈的电流变大，乙图中B线圈的电流变大，则甲图中B线圈的面积变化趋势与乙图中A线圈的面积变化趋势分别为（　　） A. 缩小 缩小 B. 缩小 增大 C. 增大 增大 D. 增大 缩小 3 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，长为L的金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R，a、b间电阻为R，M、N两点间电势差为U，则M、N两点电势的高低及U的大小分别为（　　） A.M点电势高，U＝ B.M点电势高，U＝ C.N点电势高，U＝ D.N点电势高，U＝ 4 .(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图3所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则(　　) 图3 A.I1<I3<I2 B.I1>I3>I2 C.I1＝I2>I3 D.I1＝I2＝I3 5 (2025·北京高三上开学考)如图所示，a、b是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与R相同，且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S，待电路达到稳定后，a、b两灯泡均可发光。由于自感作用，在开关S接通和断开后，灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内)，下列说法中正确的是(　　) A.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反 B.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同 C.S接通后灯泡a先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 D.S接通后灯泡b先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 6 （2026张家口二模）智能能量回收系统广泛用于现代新能源汽车上。车辆下坡或制动时，能量回收系统输出的电压根据车辆运动不断变化。当U高于动力电池电压时，可直接给动力电池充电；当U低于时，无法直接充电，该系统通过周期性通断开关，利用电感的电磁感应特性升压，实现“低压向高压”的高效充电。下列电路中，能够满足上述功能的是（　　） A. B. C. D. 7．（2026甘肃岷县三模）如图所示，长直导线右侧固定一正方形导线框，且在同一平面内，边与长直导线平行，现在长直导线中通入图示方向电流I，调节电流I的大小，使得空间各点的磁感应强度随时间均匀变化。则(      ) A.当电流I减小时，导线框中产生的感应电流沿顺时针方向 B.当电流I增大时，导线框中产生的感应电流也逐渐增大 C.无论电流增大还是减小，导线框整体受到的安培力大小不变 D.无论电流增大还是减小，导线框整体受到的安培力方向始终向左 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. (2026高考物理黑吉辽蒙卷第7题）如图，光滑绝缘水平面上 两侧区域Ⅰ、Ⅱ分别存在竖直方向的匀强磁场，宽度均为 ，磁感应强度方向相反，大小分别为B、 ， 和 处有固定挡板。同种材料制成、粗细均匀的正方形导体线框 ，边长为 ，质量为 ，总电阻为 ，以初速度从左侧进入磁场，沿轴方向运动。线框平面始终与磁场方向垂直， MN边始终与磁场边界平行，线框与挡板的碰撞均为弹性碰撞。则（ ） A. MN首次进入磁场时线框的加速度大小 B. MN每次经过 时，电势差 C. MN与右侧挡板首次碰撞后瞬间线框的速度大小 D. 线框停止处，穿过线框的磁通量为0 9. （2026高考物理山东卷第12题）如图所示，足够长 形光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，宽度L ，电阻不计。区域Ⅰ为正方形，充满垂直轨道平面向上、磁感应强度大小随时间 均匀变化的匀强磁场，即=kt （k 为大于零的常量）；区域Ⅱ内，导轨上接有开关、，导轨间接有电容为、的两电容器；区域Ⅲ内充满方向垂直轨道平面向下、磁感应强度大小为 的匀强磁场。初始时，质量为 、有一定阻值的导体棒 静止于区域Ⅲ中某处，闭合，断开，充电。充电完毕后，断开，闭合，MN开始运动，经过一段时间系统达到最终稳定状态。MN长度与导轨宽度相同并始终与导轨接触良好。下列说法正确的是（ ） A. 充电完毕时的电荷量为k B. 充电完毕时，上极板带负电 C. 最终 的速度为 D. 最终的电荷量为 10．（2026高考云南卷）如图所示，光滑绝缘斜面固定在水平面上，与水平面交于PQ，倾角，斜面上矩形区域存在垂直斜面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场（图中未画出）。单匝等腰梯形导线框abcd的下底，上底，，质量，总电阻。线框从斜面上高于的某处由静止释放，边进入磁场时开始对线框施加外力F控制其运动，cd边进入磁场时边未出磁场。线框始终沿斜面运动，边始终与平行，速度方向始终与边垂直。取重力加速度大小，，设边进入磁场时速度为，在线框进入磁场的过程中（ ） A．若速度保持恒定，且=2.0m/s，则线框中的感应电流方向为abcda B．若速度保持恒定，且=2.0m/s，则该过程中F对线框始终做正功 C．若感应电流恒定，且F对线框做的功W=-0.79J，则=0.3m/s D．若感应电流恒定，且F对线框做的功W=-0.79J，则该过程的时间t=1.5s 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（2026河北邯郸质检）如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，有铁芯的线圈A放在线圈B中。 (1)为了保护电器，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应位于 （填“最左端”“正中央”或“最右端”）。 (2)在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法中正确的是___________。 A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转 B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向左偏转 C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针不偏转 D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转 (3)某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除 （填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。 12. （厦门市2025届高三毕业班第四次质量检测）小萌同学用不同装置分别进行电磁感应现象实验探究。 （1）按图甲的装置探究感应电流方向的影响因素 在图甲中用笔画线代替导线，将实物电路补充完整______； 该同学在闭合开关时发现电流计指针向右偏转，则开关闭合状态时，将滑动变阻器滑片______（选填“向左”或“向右”）滑动，电流计指针向左偏转； （2）如图乙所示，在探究感应电流大小的影响因素实验中，该同学将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流与时间的关系图像，如图丙所示，下列说法正确的是______； A. 时刻的速度等于时刻的速度大小 B. 在时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度 C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D. 在的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 （3）如图丁所示，灯泡底部两接线柱接有多匝线圈，该同学取出电磁炉内的线圈接通交流电，将灯泡置于电磁炉线圈内，发现灯泡会持续发光，如图戊所示。将灯泡向右缓慢平移，在某个位置灯泡会熄灭，则该位置可能是______（选填“A”“B”或“C”）。 A. B. C. 13 （2026浙江模拟）如图所示，某兴趣小组设计了一新型水平弹射系统和回收系统，装置有两段水平轨道，相连处彼此绝缘。电磁弹射装置由间距为d的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回路总电阻为R；动子的右侧装有一锁定的机械弹射装置，机械弹射装置由固定在动子内的弹簧和与之接触的金属滑杆、锁定在滑杆上的模型飞机（图中未画出）组成。接通开关S，动子从静止开始运动，动子运动到绝缘处MN前已达到稳定状态，运动到绝缘处MN时解锁机械弹射装置，动子速度瞬间变为零，滑杆和飞机达到起飞速度，模型飞机与滑杆同时解除锁定，之后金属滑杆滑上MN右侧轨道并回收。已知MN右侧轨道足够远的两端连有阻值为的电阻，绝缘处MN左侧导轨间存在竖直向下、大小为的匀强磁场，绝缘处MN右侧轨道间存在竖直向上、大小为的匀强磁场，导电动子与轨道间的阻力恒为f，金属滑杆滑上轨道时还受到与速度成正比的其它阻力作用，比例系数为k。动子及其上的所有装备的总质量为M，其中飞机质量为2m，滑杆的质量为m，滑杆的电阻为，运动过程中，动子、滑杆始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻、绝缘处的长度和空气阻力。求 (1)接通S瞬间动子加速度的大小； (2)动子在轨道上稳定滑行时的速度的大小； (3)设动子稳定滑行的速度已知， ①机械弹射装置释放的能量； ②滑杆在轨道上滑行的距离。 14．（2025高考河北卷）（16分）某电磁助推装置设计如图，超级电容器经调控系统为电路提供1000A的恒定电流，水平固定的平行长直导轨处于垂直水平面的匀强磁场中，a可视为始终垂直导轨的导体棒，b为表面绝缘的无人机。初始时a静止于MM′处，b静止于a右侧某处。现将开关S接1端，a与b正碰后锁定并一起运动，损失动能全部储存为弹性势能。当a运行至NN′时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F，导轨间距为0.5m，磁感应强度大小为1T，MM′到NN′的距离为5m，a、b质量分别为2kg、8kg，a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终接触良好，不计导轨电阻、摩擦和储能耗损，忽略电流对磁场的影响。 (1)若分离后某时刻a的速度大小为10m/s，求此时通过a的电流大小。 (2)忽略a、b所受空气阻力，当a与b的初始间距为1.25m时，求b分离后的速度大小，分析其是否为b能够获得的最大速度；并求a运动过程中电容器的电压减小量。 (3)忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f = kv2（k = 0.025N·s2/m2），初始位置与（2）问一致，试估算a运行至NN′时。a分离前的速度大小能否达到（2）问中分离前速度的99%，并给出结论。（0.992 = 0.980l） 15．（2026浙江强基联盟模拟）我国“祝融号”火星车搭载的磁强计是探测火星表面残余磁场的关键仪器，如图1所示，在桅杆上安装了磁场探头，探头与桅杆之间相互绝缘，假设探测用的探头是一个水平放置的匝数为N面积为S的小型长方形线圈，总电阻为R，火星表面某处存在一个局部的“磁异常区”，总质量为m的火星车沿x轴正方向水平驶过该区域。该“磁异常区”垂直于地面向上的磁感应强度B随水平位置x的变化规律如图2所示和时，中间为线性变化，峰值为。 (1)在火星车行驶在区域时，从上向下看，线圈中感应电流的方向是顺时针还是逆时针。 (2)火星车以速度匀速通过0≤x≤L区域时，感应电流I大小不变。求此过程中感应电流I的大小。 (3)火星车以初速度驶入0≤x≤L区域。在此过程中，火星车发动机始终提供一个恒定的牵引力F。 ①若火星车穿过该区域（行驶距离为L）所用的时间为t，求火星车驶出该区域时的速度。 ②为了收集并储存火星车行驶时产生的电能，工程师将探头线圈的总电阻设计为极小（可忽略不计，即），并在闭合的探头回路中串联了一个微型的电容为C的未充电的电容器。求此过程中火星车的加速度a的表达式。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修二知识网络和复习单元检测卷 第二章 电磁感应 知识网络 单元检测卷6 电磁感应 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. （江西吉安一中2025学年度下学期全真模拟考试）如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流随时间t的变化规律如图乙所示，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是（　　） A. 时刻B环中感应电流最大 B. 和时刻，两环相互排斥 C. 和时刻，B环中产生的感应电流方向相同 D. 时刻，B环有扩张的趋势 【答案】A 【解析】．由图像可知， t4时刻A环中电流为零，但电流变化率最大，此时B环中感应电流最大，A正确；t2时刻A环中电流减小，由楞次定律可知，B环中产生与A环中方向相同的感应电流，t3时刻A环中电流减小，B环中产生与A方向相同的感应电流，因此t2和t3时刻，A、B两环都相互吸引，B环在这两个时刻电流方向相反，BC错误；t4时刻B环磁感应强度为0，面积无变化趋势，D错误。 2. （2025年5月东北三省精准质检）磁悬浮列车的悬浮控制技术是利用双线圈系统产生动态磁场，通过磁场调整列车位置，确保运行稳定。如图所示，半径不同的两个圆形线圈A、B，放置于同一水平面内，圆心重合。甲图中A线圈的电流变大，乙图中B线圈的电流变大，则甲图中B线圈的面积变化趋势与乙图中A线圈的面积变化趋势分别为（　　） A. 缩小 缩小 B. 缩小 增大 C. 增大 增大 D. 增大 缩小 【答案】B 【解析】题图甲中A线圈的电流变大，B线圈中的磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，根据楞次定律可知题图甲中B线圈的感应电流方向为逆时针，与A中电流方向相反，互相排斥，所以B线圈面积有缩小趋势；题图乙中B线圈的电流变大，B线圈中的磁场方向垂直纸面向里，AB线圈之间的磁场垂直纸面向外，由磁感线的分布规律可知A线圈内总磁通量方向垂直纸面向里，当A线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知题图乙中A中的感应电流方向为逆时针，与B中电流方向相反，互相排斥，所以A线圈面积有增大趋势。所以B正确。 3 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，长为L的金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R，a、b间电阻为R，M、N两点间电势差为U，则M、N两点电势的高低及U的大小分别为（　　） A.M点电势高，U＝ B.M点电势高，U＝ C.N点电势高，U＝ D.N点电势高，U＝ 答案：B 解析：由右手定则可以判定金属杆MN中电流的方向为由N到M，因此M点电势高；金属杆MN切割磁感线的有效长度是Lsin θ，根据法拉第电磁感应定律有E＝BLvsin θ，再根据闭合电路的欧姆定律可知，M、N两点间的电势差U＝E＝ ，故选B。 4 .(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图3所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则(　　) 图3 A.I1<I3<I2 B.I1>I3>I2 C.I1＝I2>I3 D.I1＝I2＝I3 答案　C 解析　设圆线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r；所以圆线框的周长为C2＝2πr，面积为S2＝πr2 同理可知正方形线框的周长和面积分别为 C1＝8r，S1＝4r2 正六边形线框的周长和面积分别为 C3＝6r，S3＝ 三个线框材料、粗细相同，根据电阻定律R＝ρ 可知三个线框电阻之比为 R1∶R2∶R3＝C1∶C2∶C3＝4∶π∶3 根据法拉第电磁感应定律有E＝＝·S 则电流I＝＝· 由于三个线框处于同一随时间线性变化的磁场中，可得电流之比为 I1∶I2∶I3＝∶∶＝2∶2∶ 即I1＝I2>I3，故选项C正确。 5 (2025·北京高三上开学考)如图所示，a、b是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与R相同，且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S，待电路达到稳定后，a、b两灯泡均可发光。由于自感作用，在开关S接通和断开后，灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内)，下列说法中正确的是(　　) A.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反 B.S断开后，两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同 C.S接通后灯泡a先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 D.S接通后灯泡b先达到最亮，S断开后灯泡b滞后熄灭 答案　D 解析　S接通时，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈L电流的增大，则接通S瞬间，干路电流全部通过灯泡b，则灯泡b先达到最亮;当电路稳定后，由于线圈L直流电阻值与R相同，则灯泡a和灯泡b亮度相同;S断开时，由于线圈L产生自感电动势阻碍原电流的减小，且线圈L和灯泡b构成自感回路，灯泡a和R被中间导线短路，所以灯泡a立刻熄灭，灯泡b滞后熄灭，且通过灯泡b的电流方向与原来相反，故D正确。 6 （2026张家口二模）智能能量回收系统广泛用于现代新能源汽车上。车辆下坡或制动时，能量回收系统输出的电压根据车辆运动不断变化。当U高于动力电池电压时，可直接给动力电池充电；当U低于时，无法直接充电，该系统通过周期性通断开关，利用电感的电磁感应特性升压，实现“低压向高压”的高效充电。下列电路中，能够满足上述功能的是（　　） A. B. C. D. 答案 D 解析 动力电池为上正下负，能量回收电压需要合动力电池极性匹配才能充电，选项图AB中U为下正上负，极性与相反，无法满足充电要求，AB错误。选项C图中电感L并联在输出端，开关S闭合时被短路，L无法产生足够大的自感电动势升压，不能满足要求，C错误。当U>时，二极管左端电势高于右端，二极管直接导通，能量回收系统直接给动力电池充电；当U<时，断开开关，L产生自感电动势，此时U+>, 二极管正向导通，电流流向电池完成充电，D正确。 7．（2026甘肃岷县三模）如图所示，长直导线右侧固定一正方形导线框，且在同一平面内，边与长直导线平行，现在长直导线中通入图示方向电流I，调节电流I的大小，使得空间各点的磁感应强度随时间均匀变化。则(      ) A.当电流I减小时，导线框中产生的感应电流沿顺时针方向 B.当电流I增大时，导线框中产生的感应电流也逐渐增大 C.无论电流增大还是减小，导线框整体受到的安培力大小不变 D.无论电流增大还是减小，导线框整体受到的安培力方向始终向左 答案：A 解析：A.根据安培定则可知，通电长直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，当电流I减小时，磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流沿顺时针方向，A正确； 线框中产生的感应电流 当电流I均匀增大时，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则有不变，线框中产生的感应电流大小不变，B错误；空间各点的磁感应强度随时间均匀变化，感应电流大小不变，可知磁感应强度变化时，由安培力公式，可知导线框整体受到的安培力大小也变化，C错误； 电流增大时，导线框中产生逆时针方向的感应电流，ab边受到的安培力向右，cd边受到的安培力向左，且ab边安培力大于cd边的安培力，则导线框整体受力向右；同理，电流减小时，导线框中产生顺时针方向的感应电流，ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右，且ab边安培力大于cd边的安培力，则导线框整体受力向左，D错误。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. (2026高考物理黑吉辽蒙卷第7题）如图，光滑绝缘水平面上 两侧区域Ⅰ、Ⅱ分别存在竖直方向的匀强磁场，宽度均为 ，磁感应强度方向相反，大小分别为B、 ， 和 处有固定挡板。同种材料制成、粗细均匀的正方形导体线框 ，边长为 ，质量为 ，总电阻为 ，以初速度从左侧进入磁场，沿轴方向运动。线框平面始终与磁场方向垂直， MN边始终与磁场边界平行，线框与挡板的碰撞均为弹性碰撞。则（ ） A. MN首次进入磁场时线框的加速度大小 B. MN每次经过 时，电势差 C. MN与右侧挡板首次碰撞后瞬间线框的速度大小 D. 线框停止处，穿过线框的磁通量为0 答案 AC 解析 MN首次进入磁场时，MN切割磁感线产生的感应电动势E=BL，感应电流I=E/R，MN边所受安培力F=BIL，由牛顿第二定律，F=ma，又，联立解得线框的加速度大小，A正确； MN每次经过 时，都是PQ边切割磁感线，设产生的感应电动势为E’，则有 =E’， =E’，所以电势差 ，B错误； 线框MN进入磁场I的过程中，根据动量定理，BL·=m·△ 又 = 解得 △= 线框MN从磁场I到磁场II的过程中，根据动量定理，BL·+（2BL·）=m·△ 又 = 解得 △= 线框MN离开磁场II的过程中，根据动量定理，BL·=m·△ 又 = 解得 △= 线框MN穿过磁场I和II的过程中，速度变化量△v=△+△+△= 根据v’ =△v 可得线框MN与右侧挡板首次碰撞前的速度大小v’ 根据题述，线框与挡板的碰撞均为弹性碰撞， 所以线框MN与右侧挡板首次碰撞后瞬间线框的速度大小，C正确； 根据前面分析，线框MN完整穿过一次磁场I和II的过程中，速度变化量△v= 线框MN完整穿过磁场I和II的次数为n==114余 即线框MN完整穿过磁场I和II的114次后，速度为v’=144= 又144为偶数，可知线框MN第145次由左侧进入磁场I，刚好完全进入磁场II时，速度变化量为 △v’= (+)= 可知线框MN恰好停止在磁场II区域，穿过线框的磁通量为Φ=2B，D错误。 9. （2026高考物理山东卷第12题）如图所示，足够长 形光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，宽度L ，电阻不计。区域Ⅰ为正方形，充满垂直轨道平面向上、磁感应强度大小随时间 均匀变化的匀强磁场，即=kt （k 为大于零的常量）；区域Ⅱ内，导轨上接有开关、，导轨间接有电容为、的两电容器；区域Ⅲ内充满方向垂直轨道平面向下、磁感应强度大小为 的匀强磁场。初始时，质量为 、有一定阻值的导体棒 静止于区域Ⅲ中某处，闭合，断开，充电。充电完毕后，断开，闭合，MN开始运动，经过一段时间系统达到最终稳定状态。MN长度与导轨宽度相同并始终与导轨接触良好。下列说法正确的是（ ） A. 充电完毕时的电荷量为k B. 充电完毕时，上极板带负电 C. 最终 的速度为 D. 最终的电荷量为 答案 AC 解析 闭合，断开，区域I中磁场变化产生感应电动势，由法拉第电磁感应， ==k 充电完毕时电荷量 为==k，A正确； 由楞次定律和安培定则可知区域I中产生顺时针方向的感应电流，则充电完毕时，上极板带正电，B错误； 断开，闭合，开始放电，MN开始运动，经过一段时间系统达到最终稳定状态，最终回路中感应电流为零，、和MN两端电压相等，设最终稳定时的电荷量为，的电荷量为，流过MN的电荷量为，MN的速度为v，对MN， 由动量定理，BLt=mv，=t， 由法拉第电磁感应定律，E=BLv， 由电容定义E=U=，E=U=， 联立解得 =，= 根据电荷守恒定律，=++ 联立解得 =，v=，C正确D错误。 10．（2026高考云南卷）如图所示，光滑绝缘斜面固定在水平面上，与水平面交于PQ，倾角，斜面上矩形区域存在垂直斜面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场（图中未画出）。单匝等腰梯形导线框abcd的下底，上底，，质量，总电阻。线框从斜面上高于的某处由静止释放，边进入磁场时开始对线框施加外力F控制其运动，cd边进入磁场时边未出磁场。线框始终沿斜面运动，边始终与平行，速度方向始终与边垂直。取重力加速度大小，，设边进入磁场时速度为，在线框进入磁场的过程中（ ） A．若速度保持恒定，且=2.0m/s，则线框中的感应电流方向为abcda B．若速度保持恒定，且=2.0m/s，则该过程中F对线框始终做正功 C．若感应电流恒定，且F对线框做的功W=-0.79J，则=0.3m/s D．若感应电流恒定，且F对线框做的功W=-0.79J，则该过程的时间t=1.5s 答案 AD 解析 根据右手定则可判断出，线框中的感应电流方向为abcda，A正确； 若速度保持恒定，且=2.0m/s，线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电动势为 =B=1.2V，感应电流==10A，线框受到的安培力 =B=6N，而重力沿斜面方向的分力mgsin30°=2.5N，根据题述，线框从斜面上高于的某处由静止释放，边进入磁场时开始对线框施加外力F控制其运动，可知外力F方向沿斜面向下；cd边进入磁场时，线框中产生的感应电动势为 =B=0.6V，感应电流==5A，线框受到的安培力 =B=1.5N，小于重力沿斜面方向的分力mgsin30°=2.5N，可知外力F方向沿斜面向上，所以该过程中F对线框先做正功后做负功，B错误； 根据题述，单匝等腰梯形导线框abcd的下底，上底，，可知等腰梯形的高h=tan53°=0.4m，在线框进入磁场的过程中重力做功=mghsin30°=1J。若感应电流恒定，则感应电动势恒定，则有B=B，解得v=2。线框刚进入磁场时线框受到的安培力 =B=， cd边进入磁场时线框受到的安培力 =B=，安培力做功=—h=—0.9F对线框做的功W=-0.79J。由动能定理，++=—，解得=0.2m/s，=-1.4m/s（舍去）。感应电流I==1A，由Q=││=Rt，解得该过程的时间t=1.5s，C错误D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（2026河北邯郸质检）如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，有铁芯的线圈A放在线圈B中。 (1)为了保护电器，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应位于 （填“最左端”“正中央”或“最右端”）。 (2)在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法中正确的是___________。 A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转 B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向左偏转 C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针不偏转 D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转 (3)某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除 （填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。 答案．(1)最左端 (2)C (3)A 【解析】（1）为了保护电器，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应位于最左端。 （2）在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转，说明当穿过线圈的磁通量增加时，电流计指针右偏。 A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，则电流计指针向左偏转，A错误； B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电阻减小，电流增大，则穿过线圈的磁通量增大，则电流计指针向右偏转，B错误； C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，则穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，则电流计指针不偏转，C正确； D．断开开关瞬间，穿过线圈的磁通量减小，电流计指针向左偏转，D错误。 （3）在拆除线圈A时，A中的电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的自感电动势，导致该同学被电击一下。要避免电击发生，应在拆除电路前先断开开关。 12. （厦门市2025届高三毕业班第四次质量检测）小萌同学用不同装置分别进行电磁感应现象实验探究。 （1）按图甲的装置探究感应电流方向的影响因素 在图甲中用笔画线代替导线，将实物电路补充完整______； 该同学在闭合开关时发现电流计指针向右偏转，则开关闭合状态时，将滑动变阻器滑片______（选填“向左”或“向右”）滑动，电流计指针向左偏转； （2）如图乙所示，在探究感应电流大小的影响因素实验中，该同学将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流与时间的关系图像，如图丙所示，下列说法正确的是______； A. 时刻的速度等于时刻的速度大小 B. 在时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度 C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D. 在的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 （3）如图丁所示，灯泡底部两接线柱接有多匝线圈，该同学取出电磁炉内的线圈接通交流电，将灯泡置于电磁炉线圈内，发现灯泡会持续发光，如图戊所示。将灯泡向右缓慢平移，在某个位置灯泡会熄灭，则该位置可能是______（选填“A”“B”或“C”）。 A. B. C. 【答案】（1） ①. ②. 向右 （2）B （3）B 【解析】（1）[1]将实物电路补充完整如图所示 [2]闭合开关时穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，则开关闭合状态时，要使电流计指针向左偏转，穿过线圈B的磁通量应减小，线圈A中的电流应减小，滑动变阻器连入电路的阻值应增大，应将滑动变阻器滑片向右滑。 （2）时间内，强磁铁均向下加速运动，只不过加速度大小发生变化，所以线圈时刻的速度小于时刻的速度大小，故A错误； 线圈中只要有感应电流，感应电流的磁场就阻碍强磁铁与线圈之间的相对运动，即强磁铁所受线圈的作用力向上，根据牛顿第二定律有 可得，故B正确，C错误； 在时间内，强磁铁重力势能减少量等于线圈中产生焦耳热与强磁铁动能的增加量之和，故D错误。 （3）将灯泡置于电磁炉线圈内，发现灯泡会持续发光，是因为穿过灯泡底部线圈的磁通量在发生变化，于是线圈中产生了感应电流，欲使灯泡熄灭，则穿过灯泡底部线圈的磁通量必然不变化，电磁炉线圈通入的电流是交流电，所产生的磁场也是变化的，所以只要穿过灯泡底部线圈的磁通量不为零，磁通量就必然变化，所以欲使灯泡熄灭，穿过灯泡底部线圈的磁通量必为零，又由于电磁炉线圈内外磁场方向相反，所以灯泡底部的线圈必须一部分处于线圈内部，另一部分处于线圈外部。 13 （2026浙江模拟）如图所示，某兴趣小组设计了一新型水平弹射系统和回收系统，装置有两段水平轨道，相连处彼此绝缘。电磁弹射装置由间距为d的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回路总电阻为R；动子的右侧装有一锁定的机械弹射装置，机械弹射装置由固定在动子内的弹簧和与之接触的金属滑杆、锁定在滑杆上的模型飞机（图中未画出）组成。接通开关S，动子从静止开始运动，动子运动到绝缘处MN前已达到稳定状态，运动到绝缘处MN时解锁机械弹射装置，动子速度瞬间变为零，滑杆和飞机达到起飞速度，模型飞机与滑杆同时解除锁定，之后金属滑杆滑上MN右侧轨道并回收。已知MN右侧轨道足够远的两端连有阻值为的电阻，绝缘处MN左侧导轨间存在竖直向下、大小为的匀强磁场，绝缘处MN右侧轨道间存在竖直向上、大小为的匀强磁场，导电动子与轨道间的阻力恒为f，金属滑杆滑上轨道时还受到与速度成正比的其它阻力作用，比例系数为k。动子及其上的所有装备的总质量为M，其中飞机质量为2m，滑杆的质量为m，滑杆的电阻为，运动过程中，动子、滑杆始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻、绝缘处的长度和空气阻力。求 (1)接通S瞬间动子加速度的大小； (2)动子在轨道上稳定滑行时的速度的大小； (3)设动子稳定滑行的速度已知， ①机械弹射装置释放的能量； ②滑杆在轨道上滑行的距离。 【解析】(1)接通S瞬间，动子中的电流I=U/R，所受安培力F=Id，由牛顿第二定律，F-f=ma。联立解得a= — （2）动子在轨道上稳定滑行时，动子切割磁感线产生的感应电动势E=d，动子中电流I=，所受安培力F=Id，根据平衡条件F-f=0，联立解得 = （3）①机械弹射装置作用前后动子整体动量守恒，M=3mv 弹射过程系统机械能守恒，释放的能量 =-， 解得=(-1) ②滑杆滑上轨道到停止，由动量定理，-Σ·△t -Σk·△t=0-mv 注意到Σ·△t=，上式可化简为 +k=mv 解得 = 14．（2025高考河北卷）（16分）某电磁助推装置设计如图，超级电容器经调控系统为电路提供1000A的恒定电流，水平固定的平行长直导轨处于垂直水平面的匀强磁场中，a可视为始终垂直导轨的导体棒，b为表面绝缘的无人机。初始时a静止于MM′处，b静止于a右侧某处。现将开关S接1端，a与b正碰后锁定并一起运动，损失动能全部储存为弹性势能。当a运行至NN′时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F，导轨间距为0.5m，磁感应强度大小为1T，MM′到NN′的距离为5m，a、b质量分别为2kg、8kg，a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终接触良好，不计导轨电阻、摩擦和储能耗损，忽略电流对磁场的影响。 (1)若分离后某时刻a的速度大小为10m/s，求此时通过a的电流大小。 (2)忽略a、b所受空气阻力，当a与b的初始间距为1.25m时，求b分离后的速度大小，分析其是否为b能够获得的最大速度；并求a运动过程中电容器的电压减小量。 (3)忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f = kv2（k = 0.025N·s2/m2），初始位置与（2）问一致，试估算a运行至NN′时。a分离前的速度大小能否达到（2）问中分离前速度的99%，并给出结论。（0.992 = 0.980l） 【答案】(1)500A (2)vb1 = 25m/s，能，ΔU = 40V (3)能 【解析】（1）分离后a切割磁感线有E = BLv 则通过a的电流 解得I = 500A （2分） （2）由于超级电容器经调控系统为电路提供I0 = 1000A的恒定电流，则当a与b的初始间距为1.25m时a与b碰撞前的速度为va，由动能定理（1分） a与b碰撞时根据动量守恒和能量守恒有mava = (ma＋mb)v共， （2分） a与b整体从MM′到NN′的过程中有（1分） a与b分离时根据动量守恒和能量守恒有(ma＋mb)v共1 = mava1＋mbvb1，（2分） 联立解得vb1 = 25m/s（1分） 由于a和ab组合体均做匀变速直线运动，分别有，（1分） 则电容器流出的电荷量有Δq = I0(t1＋t2) a运动过程中电容器的电压减小量（2分） （3）b所受f = kv2(k = 0.025N·s2/m2）的空气阻力后，a与b整体从MM′到NN′的过程中有 (BI0L－kv2) = (ma＋mb)a，（2分） 求解出 则 a分离前的速度大小能达到（2）问中分离前速度的99%。（2分） 15．（2026浙江强基联盟模拟）我国“祝融号”火星车搭载的磁强计是探测火星表面残余磁场的关键仪器，如图1所示，在桅杆上安装了磁场探头，探头与桅杆之间相互绝缘，假设探测用的探头是一个水平放置的匝数为N面积为S的小型长方形线圈，总电阻为R，火星表面某处存在一个局部的“磁异常区”，总质量为m的火星车沿x轴正方向水平驶过该区域。该“磁异常区”垂直于地面向上的磁感应强度B随水平位置x的变化规律如图2所示和时，中间为线性变化，峰值为。 (1)在火星车行驶在区域时，从上向下看，线圈中感应电流的方向是顺时针还是逆时针。 (2)火星车以速度匀速通过0≤x≤L区域时，感应电流I大小不变。求此过程中感应电流I的大小。 (3)火星车以初速度驶入0≤x≤L区域。在此过程中，火星车发动机始终提供一个恒定的牵引力F。 ①若火星车穿过该区域（行驶距离为L）所用的时间为t，求火星车驶出该区域时的速度。 ②为了收集并储存火星车行驶时产生的电能，工程师将探头线圈的总电阻设计为极小（可忽略不计，即），并在闭合的探头回路中串联了一个微型的电容为C的未充电的电容器。求此过程中火星车的加速度a的表达式。 答案．(1)顺时针方向 (2) (3)①；② 【解析】（1）由楞次定律，在火星车行驶在区域时，从上向下看，线圈中感应电流的方向为顺时针方向。 （2）火星车以速度匀速通过0≤x≤L区域时，所用时间 磁通量变化量 感应电动势 感应电流 （3）①第一步：求出任意时刻火星车受到的安培力表达式 设 则 故 设线圈长，宽为，则， 而 则 故 而 则 另解：根据能量守恒定律，火星车克服安培力做功的机械功率等于线圈中产生的焦耳热功率，即： 将电动势代入，得到瞬时安培力的大小： 第二步：应用微元法求安培力的总冲量 第三步：结合动量定理求解末速度 ②任意时刻，火星车速度为。此时线圈产生的感应电动势 由于线圈电阻为0，电容器两端的电压始终等于电源电动势。电容器的带电量为 回路中的电流等于电荷量的变化率： 因为加速度，所以电流 线圈此时受到的宏观安培阻力： 据牛顿第二定律 解得加速度： 学科网（北京）股份有限公司 $