专题03 磁场与电磁感应（期中真题汇编,上海专用）高二物理上学期

专题03 磁场与电磁感应 4大高频考点 1. 磁场与磁感应强度 2. 安培力与洛伦兹力 3. 电磁感应现象与楞次定律 4. 法拉第电磁感应定律及其应用 考点1 磁场与磁感应强度 1.(2026·上海普陀·期中)关于磁通量的单位Wb，下列表达式中不正确的是（　　） A． B． C． D． 2.(2026·上海普陀·期中)如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是（　　） A． B． C． D． 3.(2026·上海·期中)下列关于磁场的说法错误的是（   ） A．磁感线是客观存在的曲线 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．奥斯特首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 4.(2026·上海普陀·期中)长度为10cm的通电直导线，通入1A的电流，在匀强磁场中，当导线处于某一方向时受到的安培力为0.4N，则该磁场的磁感应强度B的范围是________。 5.(2026·上海松江·期中)地球可以看作一个天然的大磁体。这个特殊磁场的存在对地球上的生命起到了保护作用。人类利用这个特殊磁场发明了指南针，为人类定位和航海事业提供了有力保障。 (1)地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（　　） A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方 B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 (2)某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下： （1）如图所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向________（选填A“相同”或B“相反”）。 （2）改变电流大小，小磁针指向将________（选填A“变化”或B“不变”）； (3)据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为。该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为（　　） A．，方向沿x轴正方向 B．，方向沿y轴正方向 C．，方向沿x轴正方向 D．，方向沿y轴正方向 6.(2026·上海奉贤·期中)某同学想应用楞次定律判断线圈缠绕方向，设计的实验装置原理图如图甲所示，把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路（二极管具有单向导电性，当电流从正极流向负极，二极管导通，从负极流向正极，二极管截止）；发现条形磁铁插入线圈时，二极管B发光；拔出时，二极管A发光； (1)线圈缠绕方向如图乙中的______（选填“A”或“B”）。 (2)条形磁铁运动越快，二极管发光的亮度就越大，这说明感应电动势随______（选填“A：磁通量”、“B：磁通量的变化量”、“C：磁通量的变化率”）的增大而增大。 (3)为进一步研究，他又做了以下实验：磁体从靠近线圈的上方静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，电流传感器显示的电流随时间的图像应该是下图中（　　） A． B． C． D． 7.(2026·上海松江·期中)磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。磁极与磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。 (1)磁感应强度B的单位T等价于（　　） A． B． C． D． (2)下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B．乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 (3)如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则： （1）AB棒所受安培力的方向为________（选填A“向上”或B“向下”）； （2）电流的方向为________（选填A“从A到B”或B“从B到A”）。 (4)电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到。已知轨道宽、长，通过的电流为，则弹体获得的加速度大小为________，轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度________T（轨道摩擦不计）。 A．；200 B．；200 C．；4 D．；4 (5)如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为的同一斜面内，间距为L，其下端有内阻为r的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求： （1）导体棒所受安培力F的大小和方向； （2）电路中的电流大小； （3）电源的电动势E。 8.(2026·上海青浦·期中)电缆电线 (1)高压电线会产生磁场，某同学为了研究该磁场的情况，用一根东西方向放置的直流导线来模拟。如图该导线下方放置有两扇迷你小窗，窗框均为金属材质（所在地区地磁场不计）。 （1）若甲、乙两扇窗均朝正南，推开过程中，窗框中能产生感应电流的是( ) A．甲窗    B．乙窗    C．甲窗和乙窗 （2）该学生继续用直流电来模拟高压电线受到的磁场力：他将一通有电流强度、长度为的电流元放在磁场中点，点的磁感应强度为。 ①则该电流元受到的最小磁场力大小为________。 ②如果电流元的电流减小为原来的一半，则点处磁感应强度大小为________。 (2)在正常运行电压作用下电缆终端周围电场分布情况如图，图中虚线为等势线，实线为电场线，下列说法正确的是（　　） A．电场中点的电场强度大于点的电场强度 B．一个电子由点移到点，需克服电场力做功为 C．一带负电的粒子由点经点移至点，电势能先减小后增大 D．一带正电的粒子从点静止释放，仅在电场力作用下将沿电场线运动 (3)如图是输电线路上六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点上，为正六边形的中心。已知通电长直导线周围磁感应强度大小与电流、距离的关系式为（为常量）。设间距为，当六根导线通有等大同向电流时，其中处导线对处导线的安培力大小为，则（　　） A．处导线在点产生的磁感应强度大小为 B．六根导线在点产生的磁感应强度大小为 C．处导线所受安培力方向沿指向点 D．处导线对处导线的安培力大小为 (4)高压电线上的高压电线球周围会产生电场。茶叶生产过程的工序工具中也有两个带电球，与高压电线球相似。如图，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷大于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。有一茶梗P电荷量为，质量为，以的速度离开球表面点，最后落入桶底，点电势为，距离桶底高度为，桶底电势为零。不计空气阻力、茶叶茶梗间一切碰撞能量损失，重力加速度取，则： （1）茶叶落入________桶（填“左”或“右”）； （2）茶梗P落入桶底速度为________（第（2）空需要有必要的计算过程）。 9.(2026·上海奉贤·期中)特斯拉证实电现象与磁现象是具有联系的，这一发现为我们的生活带来巨大变化。 (1)磁感应强度的单位是特斯拉，若用国际单位制中的基本单位表示特斯拉，正确的是（　　） A． B． C．T D． (2)如图，小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，现有一束电子由北向南匀速通过小磁针正上方，小磁针转动后再次静止时N极指向（　　） A．北方 B．西方 C．北偏西方向 D．北偏东方向 (3)如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过、两点。已知、在同一等势面上，下列说法正确的有（　　） A．电子从到，电场力做正功 B．N点的电势高于点的电势 C．电子从到，洛伦兹力做负功 D．电子在点所受的合力大于在点所受的合力 (4)如图为某一径向电场，电场强度大小可表示为，为常量。比荷相同的两粒子在半径不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（　　） A．轨道半径小的粒子角速度一定小 B．电荷量大的粒子的动能一定大 C．粒子的速度大小与轨道半径一定无关 D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动 (5)如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题： （1）当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为______（选填A．“N”或B．“S”）极。 （2）通入充气泵的电流方向应该是______（选填A．“变化”或B．“不变”）的。 （3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料，这种电磁铁的铁芯应该采用______（选填A．“硬”或B．“软”）磁性材料。（注意：硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。） (6)磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为的匀强磁场中，在相距为、宽为、长为的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻连接，上、下板就是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为。忽略边缘效应，则： （1）上极板为______极（选填A．“正”或B．“负”）。 （2）通过电阻的电流的表达式为______。 10.(2026·上海宝山·期中)安培力与电磁感应定律都是人类物理史上里程碑式的发现，从安培力的“由电生动”到电磁感应的“由动生电”，电磁领域的发明将人类的文明从蒸汽机时代彻底带入了电气时代。 (1)（1）磁感应强度的单位等价于( ) A．        B．            C．            D． （2）下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( ) A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示是对的 B．乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向是对的 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内是对的 (2)如图，粗细均匀的正六边形线框由相同材质的导体棒连接而成，直流电源的两端与顶点、相连，整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若棒受到的安培力大小为2N，则六边形线框受到安培力的总和为______N，方向______。 (3)电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆）在轨道上由静止起匀加速到。已知轨道宽l=2m、长s=100m，不计一切摩擦，通过的电流为20A，求： （1）弹体的加速度大小； （2）轨道间所加竖直向上的匀强磁场的磁感应强度的大小。 (4)如图，大量初速不同的同种带电粒子经加速电场加速后，进入速度选择器，其间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，恰能沿直线通过的粒子才能从板上的狭缝P进入下方垂直纸面向外的匀强磁场，最终打在板上的点。所有阻力、粒子所受的重力均忽略不计。 （1）速度选择器中磁场磁感应强度的方向为( ) A．垂直于纸面向外                    B．垂直于纸面向内 C．平行于纸面向左                    D．平行于纸面向右 （2）对于电荷量为，质量为的粒子，若下方磁场磁感应强度为、粒子在点的速度为； ①粒子从运动到的过程中洛伦兹力对粒子所做的功为______； ②粒子从运动到所需时间为______。 （3）增大加速电压，仍有粒子通过打在板上，则间距将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）：增大，仍有粒子通过P打在板上，则间距将______（选填“变大”、“变小”或“不变”） 11.(2026·上海·期中)磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。 (1)用国际制基本单位表示磁感应强度的单位T，正确的是（　　） A． B． C． D． (2)磁场的强弱可以用磁感线来描述。如图所示，实线表示某磁场中的磁感线，M、N为磁场中两点，两点的磁感强度分别为和，同一通电导线放在M处和N处所受磁场力大小分别为和，则( ) A．，一定大于    B．，一定小于 C．，一定小于    D．，可能等于 (3)19世纪，安培为了解释地球的磁性提出“分子电流假说”，认为地球的磁场是由带电的地球绕过地心的轴形成的环形电流引起的，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 C．根据右手螺旋定则可判断，地球带负电荷 D．根据左手定则可判断，地球带正电荷 (4)如图所示，宽为L的水平导轨左端接有电动势为E，内阻为r的电源，质量为m的金属棒ab，静止于水平导轨上，接入导轨部分的阻值为R，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为。求金属棒受到的安培力大小和方向。 12.(2026·上海·期中)受奥斯特的启发我校物理兴趣小组产生了探究电流周围磁场的兴趣。 (1)李同学用磁传感器探测通电螺线管的磁感应强度，如图甲，在轴线上的a、b、c三点和外侧的d点中，磁感应强度最大的是________（选涂：A．a点  B．b点  C．c点）若可转动的小磁针放在c点，小磁针静止时极指向为________（选涂：A．向上  B．向下  C．向左  D．向右） (2)刘同学用一根导线围成回路，如图丙，和是圆心为、半径分别为和的同心圆弧，在处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列现象正确的是（　　） A．边垂直纸面向里运动 B．线框将向右平动 C．边垂直纸面向里运动 D．线框将在纸面内绕通过点并垂直纸面的轴转动 (3)实验之余，某同学将两块条形磁铁和的、极相对。如图，并思考了以下物理问题。假设磁铁、质量分别为、，它们与桌面之间的动摩擦因数相等，同时静止释放，在它们相互接近过程中（　　） A．A、B组成的系统动量守恒 B．A、B组成的系统机械能守恒 C．任一时刻A的动量大小比B的大 D．A、B的机械能之和都比上一时刻小 E．A、B的动量之和不为零 考点2 安培力与洛伦兹力 1.(2026·上海普陀·期中)如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相同的离子垂直射入匀强磁场和匀强电场E正交的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为a、b两束。下列说法中正确的是（　　） A．组成a束和b束的离子都带负电 B．a束离子的比荷小于b束离子的比荷 C．组成a束和b束离子的动能一定不同 D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 2.(2026·上海普陀·期中)(多选)一条形磁铁静止在倾角为θ的斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是（　　） A．磁铁与斜面间的压力增大 B．磁铁与斜面间的摩擦力不变 C．磁铁仍然保持静止状态 D．磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动 3.(2026·上海普陀·期中)在一正方形区域里有垂直纸面向里的匀强磁场，现有a、b、c三个比荷相同的带电粒子（不计重力）依次从P点沿PQ方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示，带电粒子a从PM边中点O射出，b从M点射出，c从N点射出。则a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为________，运动时间之比为________。 4.(2026·上海·期中)打印机 喷墨打印机的简化结构如图所示，墨盒发出质量为m，电量为−q的微小墨滴，经带电室后所带电荷量由输入信号控制。随后以一定的初速度v0进入长为L、间距为d、电压为U的带电平行金属板，金属板右端与纸的距离为L1。忽略空气阻力、墨滴所受重力和偏转电场的边缘效应。 (1)如图，某同学画出了墨滴的运动轨迹，请判断是否正确并说明原因：___________________________ ；墨滴运动到电场边缘时偏离入射方向的距离为_________。 (2)某同学为了研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在泼墨打印机结构的基础上，增加了磁场区域，如图所示。已知两金属板相距为d=0.05m，电压为U=10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R=0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ=60°，不计离子重力。计算求解： （1）离子速度v的大小； （2）离子的比荷； （3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。‍ 5.(2026·上海青浦·期中)带电粒子的偏转 (1)质谱仪其结构如图（a）所示，若从粒子源P点发出一个电量、质量为的正离子，经过加速器I进入速度选择器II，最后通过缝射入质量分离器III中。（不考虑离子重力的影响） （1）加速器I由、两块带电平行金属板组成，为了使正离子得到加速，则应让金属板带________电（填“正”或“负”）。在下降过程中，离子的电势能________（填“减少”“增大”或“不变”）。如果离子从速度开始经加速后速度达到，则加速器两极板间电压________。 （2）如图（b）所示，离子以速度进入速度选择器II中，两板间电压为，两板长度，相距。离子在穿过电场过程中，为了不让离子发生偏转，需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场，则所加磁场的磁感强度________；离开分离器时离子的速度________。若粒子不能沿直线匀速通过速度选择器，则粒子在速度选择器中做________（填“匀变速曲线运动”“变加速曲线运动”）。 （3）若离子以速度垂直于磁场方向进入质量分离器III，图（c）所示。其磁感应强度大小为。离子在磁场力作用下做半圆周运动。带电粒子的电量和质量之比称为粒子的比荷，设，如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线，则( ) A．    B．    C．    D．无法比较 (2)如图，一个初速度为零的电子经的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入。若两板间距为，板长为，两板间的偏转电压为；当有带电粒子撞击荧光屏时会产生亮点。已知电子的带电量为，质量为，不计重力。（请计算说明） （1）电子经电压加速后以多大的速度进入偏转电场？ （2）若有电子、质子、粒子三种粒子经此装置出射，最终在右侧的荧光屏上我们会看到几个点？ 6.(2026·上海普陀·期中)电磁炮 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图所示是电磁炮模型的示意图。平行导轨放在水平面上，导轨的间距为l，电阻不计。炮体（图中用杆ab代替）由金属制成，始终与导轨紧密接触，质量为m，电阻为R，不计一切阻力。 (1)若电源为恒流源（即电流恒定不变），磁场由导轨中的电流产生。已知通过电磁炮中的电流方向为a指向b，则磁场方向为垂直于纸面向________（选择：A．内  B．外），电磁炮受到安培力的方向为水平向________（选择：A．左  B．右），电磁炮将做________运动。 (2)若电源为稳压源（即电源两端的电压恒定不变），电源电动势为E，内阻为r，可在电磁炮中产生由a指向b方向的电流。现在空间中施加一个垂直于导轨平面向内的匀强磁场，其磁感应强度为B且远大于电流产生的磁场。当电磁炮的速度大小为v时，通过电磁炮的电流强度为________，电磁炮能达到的最大速度为________。 7.(2026·上海黄浦·期中)电与磁 人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生电。 (1)图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压，通电导线周围有磁铁。扬声器工作时利用了______（选择：A．“电流的磁效应” B．“磁场对通电导体的作用”）。 (2)磁流体发电是一项新兴技术。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个水平的磁场，如图所示。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入，P、Q两板间便产生电压。如果把P、Q和定值电阻R连接，P、Q就是一个直流电源的两个电极。 a. P板是电源的______（选择：A．“正极” B．“负极”）。 b. 若P、Q两板长为、宽为、相距为d，板间的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应。这个发电机的电动势大小为______，流过电阻R的电流大小为______。 8.(2026·上海·期中)下图为竖直方向放置的两条平行光滑导轨，宽度为，垂直导轨平面内有一匀强磁场。导轨中有如图电源，电动势为，内阻为。电阻为，质量为的金属棒放置在导轨上，与导轨接触良好，恰好能够水平静止。该磁场方向垂直导轨_____（选填“向内”或“向外”）。磁感应强度大小为_____（重力加速度为） 9.(2026·上海松江·期中)磁场不仅对磁体有力的作用，对电流和运动电荷均有力的作用，且在现代生活中有着非常普遍的应用。 (1)图为航母上的电磁弹射装置简化图，它的基本原理为：待弹射的飞机挂在导体棒上，导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使飞机和导体棒作为一个载流导体在图示磁场作用下，沿导轨向右做加速运动，此时导体棒中的电流方向为______（A：从N→M ；B：从M→N）；若要增大飞机弹射速度，可采取的措施有____________（至少写出2个） (2)小明学习了安培力知识后用铜丝自制了一个如图所示的心形电动机，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的S极朝上，N极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽略各接触面上的摩擦力，从上往下看，则（　　） A．线圈做逆时针转动 B．线圈做顺时针转动 C．线圈不会转动 D．转动方向无法判断 (3)电流天平也是利用了磁场对电流的作用力，其原理图如下：天平右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于方向垂直于线圈平面向里的匀强磁场内。当线圈中通过如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在其中一个托盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。（重力加速度为g） （1）砝码应加在______（A：左边  B：右边）的托盘中； （2）由上述条件可推出匀强磁场的磁感应强度大小______。 (4)电磁流量计是利用霍尔效应测量含有电荷量均为q的正负离子的导电液体流量的装置（流量是指单位时间内通过某一截面的液体体积）。其结构如图所示，上、下两个面M、N为导体材料，前后两个面为绝缘材料。流量计的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，液体从左往右流动，在垂直于前、后表面向里的方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，则： （1）上下两板______板电势高（A：M  B：N）； （2）当电压表示数为U时，液体向右运动的速度大小______，该导电液的流量为______； （3）若导电液体中正负离子电荷量均为2q，电压表示数将______（A：增大  B：减小  C：不变）。 (5)利用磁场对运动电荷的洛伦兹力，1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示：两个半径均为R的铜质D形盒、，其间留有空隙，两盒子之间加大小为U、周期为T的交流电压，为使质量为m，电荷量为q的粒子每次经过电场都被加速，则所加匀强磁场的磁感应强度______，该粒子获得的最大动能为______。 10.(2026·上海·期中)永动机 某同学受到回旋加速器的启发，下图为他设计的系统。该永动机系统主要由一个带正电，质量为m，电量为q的小球、平行板电容器C、以及两个强度相对较弱的面积足够大的静磁场区域构成。整个系统位于同一水平面上。系统启动之前，固定小球在电容器一侧。闭合开关让电容器充电，使电容器两极板间距为d，具有电势差U之后，断开开关。撤掉相关导线只保留电容器。在电容器极板中央释放小球后，小球将在平行板电容器中运动，将电势能转换为动能，得到加速。在离开电容器后，两侧的静磁场磁感应强度为B，将使得小球在洛伦兹力的作用下，经过两次半圆周的匀速圆周运动，到达小球的出发点，小球的重力忽略不计。 (1)小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是多少？ (2)该同学选择了相对较小的磁感应强度，以免小球撞击在电容器上。之后小球将再一次加速，循环往复，增加动能。此过程该同学认为无其他能量损耗并增加了小球动能。则为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度x最大为多少？ (3)不计相对论效应及其他损耗，求小球第三次通过极板之后，总的运动时间是多少？ 11.(2026·上海黄浦·期中)如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到安培力的大小关系为（　　） A．Fa>Fb=Fc B．Fa=Fb>Fc C．Fa=Fb=Fc D．Fa>Fb>Fc 12.(2026·上海奉贤·期中)磁场对电流的作用力通常称为安培力，这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。 (1)一长为的直导线置于磁感应强度大小为的匀强磁场中，导线中的电流为。下列说法正确的是（　　） A．通电直导线受到的安培力大小为 B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力 C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面 D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功 (2)一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 (3)某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为，长边长度为。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为。当线圈长边中电流为时，电流表指针偏转的角度为，则当电流表指针偏转的角度为时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（　　） A． B． C． D． (4)如图所示，质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔垂直射入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则： ①M带______（选填A．“正电”或B．“负电”）； ②M的运行时间______（选填A．“＞”B．“＝”或C．“＜”）N的运行时间。 (5)如图所示为一回旋加速器的示意图，已知D形盒的半径为，两盒间距为，中心上半面出口处放有质量为、带电量为的质子源，经加速器加速后，每个质子最大可获得的能量，每次加速时的加速电压为，求： （1）该加速器中偏转磁场的磁感应强度； （2）离子在第次通过窄缝前后半径之比； （3）整个加速过程中质子在磁场中运动的总时间。 考点3 电磁感应现象与楞次定律 1.(2026·上海普陀·期中)下列说法正确的是（　　） A．导体相对磁场运动时，导体中一定产生感应电流 B．导体做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流 C．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生 D．闭合金属框只要在磁场中运动，金属框内就会有感应电流产生 2.(2026·上海普陀·期中)如图所示，磁场的方向水平向右，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是（　　） A．磁场方向突然反向 B．磁感应强度B增大 C．线圈绕ab轴转动 D．线圈绕cd轴转动 3.(2026·上海浦东·期中)(多选)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。PQ间接一个节能LED灯，下列说法正确的是（    ） A．按下按钮过程，LED灯有Q端到P端的感应电流 B．松开按钮过程，LED灯上无感应电流 C．按住按钮不动，螺线管中会产生感应电动势 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小可能不相等 4.(2026·上海普陀·期中)如图所示，在一有界匀强磁场中水平放置一对电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场左边界，导轨跟圆形导体环N相接，图中导体环M与导体环N共面、彼此绝缘，且两导体环的圆心重合，半径。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒，与导轨分别相交于a、b两点，始终良好接触。已知磁场垂直于导轨所在平面向外。当导体棒向左减速运动时，________（选填“>”或“<”），圆环有________（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 5.(2026·上海普陀·期中)(多选)如图所示，在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可行的是（　　） A．磁铁上端为S极，磁铁向上运动 B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动 C．磁铁上端为S极，磁铁向下运动 D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动 6.(2026·上海普陀·期中)十进制电阻箱 十进制电阻箱不仅能够精确地改变接入电路的电阻，还可以直接从各个旋钮上读取接入电路的电阻值，在各类电学实验中应用广泛。小理使用如图所示的十进制电阻箱分别完成“测量电源电动势和内阻”以及“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 (2)如图所示是“研究影响感应电流方向的因素”中某一步骤的实验电路图，该步骤的目的是_____________________________。已知灵敏电流计的量程为0~3 mA，若使用两节干电池作为电源，用十进制电阻箱作为限流电阻，其阻值最合适的是( ) A．50Ω    B．500Ω    C．2000Ω    D．8000Ω 7.(2026·上海宝山·期中)人类历史上早期的指示方向的发明有三类，分别是司南、罗盘和磁针，均由中国人发明。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，为电动机的发明提供了理论基础。1831年，法拉第试制出了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机，标志着人类进入了电气时代。 (1)（1）将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据材料，下列可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）( ) A．   B．   C．    D． （2）为了解释地球的磁性，19世纪时安培假设：地球的磁场是由绕着过地心的轴的环形电流引起的。下列能正确表示安培假设中环形电流方向的是( ) A．  B．   C．    D． (2)、两根长直导线垂直放置，通有大小相同的电流，方向如图所示，点和在同一平面内，点距两导线的距离相等，若只给通以如图所示方向的电流，点的磁感应强度大小为；若同时给、，通以大小相等、方向如图所示的电流，不考虑地磁场，则点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． (3)如图所示为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（　　） A．处于闭合状态，闭合的瞬间 B．处于闭合状态，闭合的瞬间 C．、均处于闭合状态，断开的瞬间 D．、均处于断开状态，闭合的瞬间 8.(2026·上海宝山·期中)电磁感应现象的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。 (1)如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度在内从均匀减小为0。圆形硬质金属环放置在磁场中，金属环平面与磁场方向垂直，总电阻为，半径为。 （1）时，金属环中电流方向为______。 （2）时，金属环受到的安培力大小______。 （3）在内，金属环产生的焦耳热______。 (2)某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有匝数的矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右进入并通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量，金属框总电阻，宽为0.1m、长为0.3m，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。 （1）边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为______A，小车的加速度大小为______。 （2）线框穿越磁场的过程中，感应电流的方向( ) A．均为        B．均为         C．先再        D．先再 （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量_____。 （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析该观点是否正确，并说明理由_____。 考点4 法拉第电磁感应定律及其应用 1.(2026·上海普陀·期中)磁感应强度变化率1.5T/s的匀强磁场垂直穿过面积0.02m2的10匝金属线框，则磁通量变化率为________Wb/s，感应电动势为________V。 2.(2026·上海普陀·期中)(多选)一架飞机从曹杨二中上空飞行时，下列说法正确的是（　　） A．水平向东飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 B．水平向南飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 C．水平向西飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 D．水平向北飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 3.(2026·上海普陀·期中)在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v，则此时线框的加速度为________，此时线框中的电功率为________。 4.(2026·上海普陀·期中)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度为2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量为0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长0.2 m，线圈电阻为2Ω。时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示。则恒定拉力大小为________N，线圈在第2 s内的加速度大小为________m/s2，线圈ab边长为________m。 5.(2026·上海松江·期中)自感与互感现象的本质都是电磁感应，都遵循法拉第电磁感应定律。 (1)（多选）如图所示的电路中，A是灯泡，L是带铁芯的线圈，E为电源，K是开关。下述判断正确的是（　　） A．K接通瞬间，因L产生自感电动势，灯泡将延迟发光 B．K断开瞬间，因L产生自感电动势，灯泡将延迟熄灭 C．K接通并稳定后L不再产生自感电动势 D．K在接通或断开瞬间以及K接通后，L一直产生自感电动势 (2)图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻，定值电阻，A、B间电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻______；断开开关后通过电灯的电流方向为______（A：向左  B：向右）；在时刻线圈L中的自感电动势的大小为______V。 (3)如图所示，一理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，交流电源的电压，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则该交流电的频率为______Hz，电压表的示数为______V，电流表的示数与电流表的示数之比为______。 (4)某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，发电机的输出功率为，发电机的输出电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，则 （1）降压变压器输出的电流I为多少？（结果用分数表示）；输电线上通过的电流是多少？ （2）升压变压器输出的电压是多少？ （3）两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少？（结果用分数表示） 6.(2026·上海·期中)智能手机 智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品。如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。 (1)图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。 （1）霍尔元件的前、后两表面，___________（选填“前”或“后”）表面电势高； （2）若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B=__________ ； （3）下列说法中正确的有( ) A．合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大 B．开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大 C．若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏 D．若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏 (2)图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上的正弦交流电后，手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R=5Ω，其充电的功率P=10W。 （1）该正弦交流电的周期为T=_________s； （2）电阻R两端电压的有效值为__________V； （3）在图丙中定性画出0~T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像__________；（以流经R向下的电流为正） （4）送电线圈和受电线圈的匝数比为多少？__________ 7.(2026·上海普陀·期中)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，倾角，轨道顶端连有一阻值为的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示。现用力将质量，电阻的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端处，在时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好。取g=10m/s2，求： (1)0~4 s内通过导体棒ab的电流强度I； (2)分析说明导体棒ab释放后的运动情况，并求所能达到的最大速度； (3)撤去外力后，导体棒ab下滑的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q。 8.(2026·上海松江·期中)图1为世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄，使紫铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。 (1)不论是何种发电机，其根本原理都是应用了法拉第电磁感应定律。 （1）依据法拉第电磁感应定律，当穿过单匝线圈回路的磁通量发生变化时，产生的感应电动势大小与______成正比，请依据该定律，写出图2中导体棒ab以速度ν向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式的推导过程：____________（已知导轨间距为l，磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直）； （2）图1的圆盘发电机正常发电时，黄铜电刷C的电势比黄铜电刷D的电势______（A：高  B：低）；若已知圆盘半径为r，圆盘转动的角速度为，圆盘所在处的磁场可看成磁感应强度为B的匀强磁场，电阻器的阻值为R，其它电阻均忽略不计，则电流表的示数为______。 (2)随着对电磁感应原理的深入研究，各种不同的发电机也陆续被发明。如图为正弦交流电发电机模型。单匝边长为a，总电阻为r的正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度顺时针方向匀速转动，则线圈中产生的最大感应电动势______，若从线圈平面与磁场平行开始计时，负载电阻为R，回路电流随时间变化的关系式为____________。 (3)如图所示，在铁芯上绕着两个线圈甲和乙，如果线圈甲中电流i与时间t的关系如图A、B、C、D所示，图D为正弦曲线。则在这段时间内能使线圈乙中的电流计G有向右的恒定电流的是图（　　） A． B． C． D． (4)（多选）如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（　　） A．向右做减速运动 B．向左做减速运动 C．向右做匀速运动 D．向左做加速运动 (5)如图所示，光滑竖直平行导轨上套有一质量为m的导体棒ab，导轨上端连接一阻值为R的电阻，导体棒ab的电阻阻值为，其余电阻不计。导体棒ab从磁场上方某一位置自由下落，以速度ν进入高为h的水平匀强磁场区域，穿出磁场时的速度为。则： （1）导体棒ab穿过磁场区域过程中可能做什么运动？ （2）此过程中电阻R产生多少焦耳热？ 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 磁场与电磁感应 考点1 磁场与磁感应强度 1.【答案】B 2.【答案】D 3.【答案】A 4.【答案】 5.【答案】(1)A (2) 相反 不变 (3)A 6.【答案】(1)A (2)C (3)A 7.【答案】(1)D (2)A (3) B B (4)A (5)（1）mgsinθ，方向沿导轨平面向上（2）（3） 8.【答案】(1) C 0 不变 (2)AB (3)ACD (4) 右 9.【答案】(1)B (2)C (3)B (4)BC (5) B A B (6) B 10.【答案】(1) D A (2) 2.4 竖直向上 (3)（1）；（2）50T (4) B 0 变大 变小 11.【答案】(1)C (2)D (3)C (4)，与竖直方向成θ角斜向左上 12.【答案】(1) C D (2)C (3)CE 考点2 安培力与洛伦兹力 1.【答案】B 2.【答案】ABC 3.【答案】1:2:4 2:2:1 4.【答案】(1) 金属板右端与纸之间区域电荷不受到力的作用，应做匀速直线运动，故墨滴的运动轨迹画得不正确 (2)（1）；（2）；（3） 5.【答案】(1) 正 减少 变加速曲线运动 C (2)（1），（2）两个 6.【答案】(1) A B 匀加速直线 (2) 7.【答案】(1)B (2) B 8.【答案】 向内 9.【答案】(1) B ①增大导轨中电流；②增大磁感应强度大小。 (2)A (3) B (4) A C (5) 10.【答案】(1)(1) (2) (3) 11.【答案】B 12.【答案】(1)C (2)B (3)A (4) B B (5)（1）；（2）；（3） 考点3 电磁感应现象与楞次定律 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】AD 4.【答案】 扩张 5.【答案】AD 6.【答案】(1) 10 50　(2) 确定电流的方向与指针偏转方向的关系 C 7.【答案】(1) D A (2)C (3)BC 8.【答案】(1) 顺时针 0 (2) 3 1.8 D 0.18 正确，由安培力公式可得，分析可知，进入磁场过程中平均速度较大，则安培力较大，进出磁场过程中的位移相等，由安培力做功公式，可知，进入磁场的过程中克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量 考点4 法拉第电磁感应定律及其应用 1.【答案】0.03 0.3 2.【答案】AB 3.【答案】 4.【答案】 5.【答案】(1)AC (2) A 3.0 (3) 50 44 1:5 (4)（1），20A；（2）5000V；（1）， 6.【答案】(1) 前 AD (2) 0.02 7.【答案】(1) (2) (3) 8.【答案】(1) 磁通量的变化率 设经过时间，导体棒ab向右运动的距离为 由法拉第电磁感应定律可得，导体棒ab以速度ν向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式为 B (2) (3)C (4)AB (5)（1）加速度逐渐减小的减速运动；（2） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 磁场与电磁感应 4大高频考点 1. 磁场与磁感应强度 2. 安培力与洛伦兹力 3. 电磁感应现象与楞次定律 4. 法拉第电磁感应定律及其应用 考点1 磁场与磁感应强度 1.(2026·上海普陀·期中)关于磁通量的单位Wb，下列表达式中不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．磁通量公式为，其中磁感应强度的单位是特斯拉（T），面积S的单位是，因此，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律，电动势 单位关系为 可得，故B错误； CD．根据可知，牛顿（）的单位为 根据可得，磁感应强度的单位为 根据可知，磁通量单位为，故CD正确。 本题选择不正确的，故选B。 2.(2026·上海普陀·期中)如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 根据安培定则来确定通电导线周围磁场的分布，导线1、2、3在中心O产生的磁场方向都是垂直纸面向里，只有导线4产生的磁场的方向向外，根据磁场的叠加可知，要使O点的磁场增强，应切断。 故选D。 3.(2026·上海·期中)下列关于磁场的说法错误的是（   ） A．磁感线是客观存在的曲线 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．奥斯特首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 【答案】A 【详解】 A．磁感线是为了形象描述磁场方向和大小而人为引入的假想曲线，并非客观存在的实体，故A错误。 B．磁场和电场都是场物质，属于客观存在的特殊物质形式，具有能量和动量，并能对放入其中的磁体或电流产生力的作用，故B正确。 C．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次发现通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确。 D．磁体间的相互作用力（如吸引力或排斥力）是通过磁场传递的，而非直接接触，这是磁场的基本性质，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 4.(2026·上海普陀·期中)长度为10cm的通电直导线，通入1A的电流，在匀强磁场中，当导线处于某一方向时受到的安培力为0.4N，则该磁场的磁感应强度B的范围是________。 【答案】 【详解】 设导线与磁场方向的夹角为，则有 可得 因，所以。 【点睛】 5.(2026·上海松江·期中)地球可以看作一个天然的大磁体。这个特殊磁场的存在对地球上的生命起到了保护作用。人类利用这个特殊磁场发明了指南针，为人类定位和航海事业提供了有力保障。 (1)地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（　　） A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方 B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 (2)某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下： （1）如图所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向________（选填A“相同”或B“相反”）。 （2）改变电流大小，小磁针指向将________（选填A“变化”或B“不变”）； (3)据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为。该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为（　　） A．，方向沿x轴正方向 B．，方向沿y轴正方向 C．，方向沿x轴正方向 D．，方向沿y轴正方向 【答案】(1)A (2) 相反 不变 (3)A 【详解】 (1)地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。 故选A。 (2)[1] 通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反。 [2]改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。 (3)由矢量图 可得 因此 方向沿x轴正方向。 故选A。 6.(2026·上海奉贤·期中)某同学想应用楞次定律判断线圈缠绕方向，设计的实验装置原理图如图甲所示，把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路（二极管具有单向导电性，当电流从正极流向负极，二极管导通，从负极流向正极，二极管截止）；发现条形磁铁插入线圈时，二极管B发光；拔出时，二极管A发光； (1)线圈缠绕方向如图乙中的______（选填“A”或“B”）。 (2)条形磁铁运动越快，二极管发光的亮度就越大，这说明感应电动势随______（选填“A：磁通量”、“B：磁通量的变化量”、“C：磁通量的变化率”）的增大而增大。 (3)为进一步研究，他又做了以下实验：磁体从靠近线圈的上方静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，电流传感器显示的电流随时间的图像应该是下图中（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)A (2)C (3)A 【详解】 (1)条形磁铁插入线圈时二极管B发光，说明回路中产生顺时针方向的感应电流，拔出时二极管A发光说明回路中产生逆时针方向的感应电流，而在条形磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量要增加，拔出线圈时线圈中的磁通量要减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈的缠绕方向如图乙中的A。 故选A。 (2)条形磁铁从初始位置到完全插入，磁通量的变化量相同，磁体运动的越快，则穿过线圈的磁通量变化的就越快，二极管发光的亮度就越大，说明回路中产生的感应电流越大，线圈两端产生的感应电动势越大，因此该实验说明感应电动势随磁通量变化率的增大而增大。 故选C。 (3)磁体从线圈的上方静止下落，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，当磁体离开线圈的过程，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向上，所以磁体在进入和穿出线圈时感应电流方向相反，而当磁体完全进入线圈时磁通量不变，则不会产生感应电流，因此磁体加速运动，当靠近线圈底部时，磁通量的变化率大于刚进入线圈时磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律可知到达底部时线圈中的感应电流相较于进入线圈过程中的更大。 故选A。 7.(2026·上海松江·期中)磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。磁极与磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。 (1)磁感应强度B的单位T等价于（　　） A． B． C． D． (2)下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B．乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 (3)如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则： （1）AB棒所受安培力的方向为________（选填A“向上”或B“向下”）； （2）电流的方向为________（选填A“从A到B”或B“从B到A”）。 (4)电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到。已知轨道宽、长，通过的电流为，则弹体获得的加速度大小为________，轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度________T（轨道摩擦不计）。 A．；200 B．；200 C．；4 D．；4 (5)如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为的同一斜面内，间距为L，其下端有内阻为r的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求： （1）导体棒所受安培力F的大小和方向； （2）电路中的电流大小； （3）电源的电动势E。 【答案】(1)D (2)A (3) B B (4)A (5)（1）mgsinθ，方向沿导轨平面向上（2）（3） 【详解】 (1)安培力的公式 可得F的单位为N，I的单位为A，L的单位为m，根据量纲关系可知，磁感应强度的单位 故选D。 (2)A．甲图中两根导线所通电流方向相反，根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，甲图中两根通电导线应相互排斥，故A正确； B．磁感线是闭合的曲线，在条形磁体外部，磁感线总是从N极出发，然后回到S极，而在磁体内部磁感线从S极又回到N极，从而构成闭合的曲线，故B错误； C．丙图中，根据安培定则可知，当螺线管通电后其产生的磁场应向右，故C错误； D．丁图中，环形导线通电后根据安培定则可知，其产生的磁场方向垂直纸面向外，因此其轴心位置小磁针的N极应向纸面外旋转，故D错误。 故选A。 (3)[1]当金属棒AB中通入电流后金属棒在磁场中将受到安培力的而作用，而根据题意，台秤的示数减小，说明金属棒对磁体的作用力向上，根据牛顿第三定律可知磁体对金属棒的作用力向下，则可知金属棒AB所受安培力的方向向下。 故选B。 [2]根据左手定则可知金属棒AB中通入的电流方向从B到A。 故选B。 (4)由位移与速度的关系有 解得 对弹体由牛顿第二定律有 解得 故选A。 (5)（1）由题意可知，导体棒所受安培力F的方向沿斜面向上，导体棒的受力情况如图所示， 根据共点力的平衡可得F=mgsinθ，方向沿导轨平面向上； （2）因为F=ILB，可得 （3）由全电路的欧姆定律 可得 8.(2026·上海青浦·期中)电缆电线 (1)高压电线会产生磁场，某同学为了研究该磁场的情况，用一根东西方向放置的直流导线来模拟。如图该导线下方放置有两扇迷你小窗，窗框均为金属材质（所在地区地磁场不计）。 （1）若甲、乙两扇窗均朝正南，推开过程中，窗框中能产生感应电流的是( ) A．甲窗    B．乙窗    C．甲窗和乙窗 （2）该学生继续用直流电来模拟高压电线受到的磁场力：他将一通有电流强度、长度为的电流元放在磁场中点，点的磁感应强度为。 ①则该电流元受到的最小磁场力大小为________。 ②如果电流元的电流减小为原来的一半，则点处磁感应强度大小为________。 (2)在正常运行电压作用下电缆终端周围电场分布情况如图，图中虚线为等势线，实线为电场线，下列说法正确的是（　　） A．电场中点的电场强度大于点的电场强度 B．一个电子由点移到点，需克服电场力做功为 C．一带负电的粒子由点经点移至点，电势能先减小后增大 D．一带正电的粒子从点静止释放，仅在电场力作用下将沿电场线运动 (3)如图是输电线路上六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点上，为正六边形的中心。已知通电长直导线周围磁感应强度大小与电流、距离的关系式为（为常量）。设间距为，当六根导线通有等大同向电流时，其中处导线对处导线的安培力大小为，则（　　） A．处导线在点产生的磁感应强度大小为 B．六根导线在点产生的磁感应强度大小为 C．处导线所受安培力方向沿指向点 D．处导线对处导线的安培力大小为 (4)高压电线上的高压电线球周围会产生电场。茶叶生产过程的工序工具中也有两个带电球，与高压电线球相似。如图，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷大于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。有一茶梗P电荷量为，质量为，以的速度离开球表面点，最后落入桶底，点电势为，距离桶底高度为，桶底电势为零。不计空气阻力、茶叶茶梗间一切碰撞能量损失，重力加速度取，则： （1）茶叶落入________桶（填“左”或“右”）； （2）茶梗P落入桶底速度为________（第（2）空需要有必要的计算过程）。 【答案】(1) C 0 不变 (2)AB (3)ACD (4) 右 【详解】 (1)[1]根据安培定则，直导线产生的磁场为南北方向的圆周，推开甲、乙两扇窗，穿过两扇窗户的磁通量发生变化，窗框中均能够产生感应电流。 故选C； [2]若电流元平行于磁场放置，则电流源所受安培力为零； [3]磁感应强度与电流元受的安培力、导线长度、电流强度大小无关，只与产生磁场的条件有关，故磁感应强度不变。 (2)A.电场线的疏密程度表示电场强度大小，如图所示，点电场线比点的电场线密集，所以点电场强度比点的电场强度大，A正确； B.电子在点的电势能为，点的电势能为，克服电场力做功为，B正确； C.显然带负电粒子从点到点电势能增大，再到点电势能减小，C错误； D.带正电的粒子从点由静止释放，电场力方向与电场线方向相同，是电场线的切线方向，所以粒子不能沿电场线运动，D错误。 故选AB。 (3)A.因为是正六边形，所以是等边三角形，即，所以处导线在点产生的磁感应强度大小为，A正确； B．根据安培定则可以判断，六根导线在点的相邻磁场方向夹角为，且每根导线在点产生的磁感应强度大小为，合磁感应强度为0，B错误； C.由于六根导线通有等大同向电流，所以导线间作用力为引力，即有、处导线对导线的合力指向点，同理、处导线对导线的合力也指向点，、间的作用力也指向点，所以处导线所受安培力方向沿指向点，C正确； D.由题意可知，所以处导线在处的磁感应强度为，为处导线在处磁感应强度的一半，处导线对处导线的安培力大小为，则处导线对处导线的安培力大小为，D正确。 故选ACD。 (4)[1]茶叶比荷大于茶梗，在电场中加速度更大，偏转更明显。由图中分离器的结构可知，偏转更大的会落入右桶。所以茶叶落在右桶。 [2]对茶梗P，运用动能定理，即重力做功与电场力做功的总和等于动能的变化量，有 解得 9.(2026·上海奉贤·期中)特斯拉证实电现象与磁现象是具有联系的，这一发现为我们的生活带来巨大变化。 (1)磁感应强度的单位是特斯拉，若用国际单位制中的基本单位表示特斯拉，正确的是（　　） A． B． C．T D． (2)如图，小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，现有一束电子由北向南匀速通过小磁针正上方，小磁针转动后再次静止时N极指向（　　） A．北方 B．西方 C．北偏西方向 D．北偏东方向 (3)如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过、两点。已知、在同一等势面上，下列说法正确的有（　　） A．电子从到，电场力做正功 B．N点的电势高于点的电势 C．电子从到，洛伦兹力做负功 D．电子在点所受的合力大于在点所受的合力 (4)如图为某一径向电场，电场强度大小可表示为，为常量。比荷相同的两粒子在半径不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（　　） A．轨道半径小的粒子角速度一定小 B．电荷量大的粒子的动能一定大 C．粒子的速度大小与轨道半径一定无关 D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动 (5)如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题： （1）当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为______（选填A．“N”或B．“S”）极。 （2）通入充气泵的电流方向应该是______（选填A．“变化”或B．“不变”）的。 （3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料，这种电磁铁的铁芯应该采用______（选填A．“硬”或B．“软”）磁性材料。（注意：硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。） (6)磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为的匀强磁场中，在相距为、宽为、长为的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻连接，上、下板就是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为。忽略边缘效应，则： （1）上极板为______极（选填A．“正”或B．“负”）。 （2）通过电阻的电流的表达式为______。 【答案】(1)B (2)C (3)B (4)BC (5) B A B (6) B 【详解】 (1)根据磁感应强度，以及牛顿第二定律，解得 故选B。 (2)只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北，故地磁场方向的由南指向北；电子由北向南运动，等效的电流方向由南向北，根据安培定则，在电子运动轨迹下方会产生由东指向西的磁场，因此小磁针处的合磁场方向指向北偏西，故小磁针再次静止时N极指向北偏西方向。 故选C。 (3)A．由题可知电子所受电场力水平向左，电子从N到P的过程中电场力做负功，故A错误； B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知N点的电势高于P点，故B正确； C．由于洛伦兹力一直都与速度方向垂直，故电子从M到N洛伦兹力都不做功，故C错误； D．由于M点和P点在同一等势面上，故从M到P电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，M点速度为0，根据动能定理可知电子在P点速度也为0，则电子在M点和P点都只受电场力作用，在匀强电场中电子在这两点电场力相等，即合力相等，故D错误。 故选B。 (4)A．根据电场力提供向心力可得 解得 可知轨道半径r小的粒子角速度大，故A错误； BC．根据电场力提供向心力可得 解得 又 联立可得 可知电荷量大的粒子的动能一定大，粒子的速度大小与轨道半径r一定无关，故BC正确； D．磁场的方向可能垂直纸面向内也可能垂直纸面向外，所以粒子所受洛伦兹力方向不能确定，粒子可能做离心运动，也可能做近心运动，故D错误。 故选BC。 (5)（1）[1]当电流从电磁铁的接线柱a流入时，根据安培定则，小磁铁的上端为S极。 故选B。 （2）[2]小磁铁磁场方向一定，通过电磁铁的电流方向不同，电磁铁的磁场方向不同，弹性金属片带动连杆向上运动，橡皮碗体积不断变化，从而充气，所以通入充气泵的电流方向应该是变化的。 故选A。 （3）[3]为了电磁铁磁场方向能够及时变化，这种电磁铁的铁芯应该采用软磁性材料。 故选B。 (6)[1]根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此上极板为电源的负极。 [2]根据平衡有 解得稳定时电源电动势 通过电阻R的电流 而， 则通过电阻R的电流的表达式为 10.(2026·上海宝山·期中)安培力与电磁感应定律都是人类物理史上里程碑式的发现，从安培力的“由电生动”到电磁感应的“由动生电”，电磁领域的发明将人类的文明从蒸汽机时代彻底带入了电气时代。 (1)（1）磁感应强度的单位等价于( ) A．        B．            C．            D． （2）下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( ) A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示是对的 B．乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向是对的 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内是对的 (2)如图，粗细均匀的正六边形线框由相同材质的导体棒连接而成，直流电源的两端与顶点、相连，整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若棒受到的安培力大小为2N，则六边形线框受到安培力的总和为______N，方向______。 (3)电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆）在轨道上由静止起匀加速到。已知轨道宽l=2m、长s=100m，不计一切摩擦，通过的电流为20A，求： （1）弹体的加速度大小； （2）轨道间所加竖直向上的匀强磁场的磁感应强度的大小。 (4)如图，大量初速不同的同种带电粒子经加速电场加速后，进入速度选择器，其间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，恰能沿直线通过的粒子才能从板上的狭缝P进入下方垂直纸面向外的匀强磁场，最终打在板上的点。所有阻力、粒子所受的重力均忽略不计。 （1）速度选择器中磁场磁感应强度的方向为( ) A．垂直于纸面向外                    B．垂直于纸面向内 C．平行于纸面向左                    D．平行于纸面向右 （2）对于电荷量为，质量为的粒子，若下方磁场磁感应强度为、粒子在点的速度为； ①粒子从运动到的过程中洛伦兹力对粒子所做的功为______； ②粒子从运动到所需时间为______。 （3）增大加速电压，仍有粒子通过打在板上，则间距将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）：增大，仍有粒子通过P打在板上，则间距将______（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】(1) D A (2) 2.4 竖直向上 (3)（1）；（2）50T (4) B 0 变大 变小 【详解】 (1)（1）[1]安培力的公式 可得F的单位为N，I的单位为A，L的单位为m，根据量纲关系可知，磁感应强度的单位 故选D。 （2）[2]A．甲图中两根导线所通电流方向相反，根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，甲图中两根通电导线应相互排斥，故A正确； B．磁感线是闭合的曲线，在条形磁体外部，磁感线总是从N极出发，然后回到S极，而在磁体内部磁感线从S极又回到N极，从而构成闭合的曲线，故B错误； C．丙图中，根据安培定则可知，当螺线管通电后其产生的磁场应向右，故C错误； D．丁图中，环形导线通电后根据安培定则可知，其产生的磁场方向垂直纸面向外，因此其轴心位置小磁针的N极应向纸面外旋转，故D错误。 故选A。 (2)[1][2]设ab的电阻为R，由电阻定律知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为。对ab棒由安培力F=BIL有 方向竖直向上 对afedcb边框，其有效长度为L，则其所受安培力 方向竖直向上 则六边形线框受到安培力的总和为 方向竖直向上。 (3)（1）由位移与速度的关系有 解得弹体的加速度大小为 （2）对弹体由牛顿第二定律有 解得 (4)（1）[1]根据左手定则知粒子带正电荷，则粒子在速度选择器中受到的电场力方向水平向左，根据平衡条件可知粒子受到的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知磁场的方向为垂直纸面向内。 故选B。 （2）[2]由图可知，因为粒子受洛伦兹力的方向始终与粒子的速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功。故粒子从运动到的过程中洛伦兹力对粒子所做的功为0。 [3]由洛伦兹力提供向心力 根据 联立可得粒子在磁场中运动周期为 所以粒子从运动到所需时间为 （3）[4]在速度选择器中，有 可得 能通过速度选择器的粒子速度大小相等，与加速电压无关，所以增大加速电压，仍有粒子通过P打在板上，则AP间距d不变。 [5]若增大，则粒子进入磁场中的速度v减小，仍有粒子通过P打在板上，根据 可得AP间距将变小。 11.(2026·上海·期中)磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。 (1)用国际制基本单位表示磁感应强度的单位T，正确的是（　　） A． B． C． D． (2)磁场的强弱可以用磁感线来描述。如图所示，实线表示某磁场中的磁感线，M、N为磁场中两点，两点的磁感强度分别为和，同一通电导线放在M处和N处所受磁场力大小分别为和，则( ) A．，一定大于    B．，一定小于 C．，一定小于    D．，可能等于 (3)19世纪，安培为了解释地球的磁性提出“分子电流假说”，认为地球的磁场是由带电的地球绕过地心的轴形成的环形电流引起的，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 C．根据右手螺旋定则可判断，地球带负电荷 D．根据左手定则可判断，地球带正电荷 (4)如图所示，宽为L的水平导轨左端接有电动势为E，内阻为r的电源，质量为m的金属棒ab，静止于水平导轨上，接入导轨部分的阻值为R，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为。求金属棒受到的安培力大小和方向。 【答案】(1)C (2)D (3)C (4)，与竖直方向成θ角斜向左上 【详解】 (1)由得，则，又，所以。选项B中的、选项D中的都不是国际制基本单位，故选C。 (2)磁感线越密的地方磁感应强度越大，由图可知N处磁感线比M处密，则；通电导线所受磁场力，还与导线和磁场方向的夹角有关，所以可能等于，故选D。 (3)A．只有在赤道附近，地磁场方向才与地面平行，A错误； B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，B错误； C．地球外部磁感线从地理南极附近指向地理北极附近，地球内部磁场方向由地理北极指向地理南极，根据右手螺旋定则，环形电流方向与地球自转方向相反，所以地球带负电荷，C正确； D．判断电流与其磁场方向的关系用右手螺旋定则，不用左手定则，D错误。 故选C。 (4)金属棒中的电流，磁场方向与金属棒垂直，金属棒受到的安培力大小；由左手定则可知，安培力方向与磁场方向垂直，与竖直方向成角斜向左上。 12.(2026·上海·期中)受奥斯特的启发我校物理兴趣小组产生了探究电流周围磁场的兴趣。 (1)李同学用磁传感器探测通电螺线管的磁感应强度，如图甲，在轴线上的a、b、c三点和外侧的d点中，磁感应强度最大的是________（选涂：A．a点  B．b点  C．c点）若可转动的小磁针放在c点，小磁针静止时极指向为________（选涂：A．向上  B．向下  C．向左  D．向右） (2)刘同学用一根导线围成回路，如图丙，和是圆心为、半径分别为和的同心圆弧，在处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列现象正确的是（　　） A．边垂直纸面向里运动 B．线框将向右平动 C．边垂直纸面向里运动 D．线框将在纸面内绕通过点并垂直纸面的轴转动 (3)实验之余，某同学将两块条形磁铁和的、极相对。如图，并思考了以下物理问题。假设磁铁、质量分别为、，它们与桌面之间的动摩擦因数相等，同时静止释放，在它们相互接近过程中（　　） A．A、B组成的系统动量守恒 B．A、B组成的系统机械能守恒 C．任一时刻A的动量大小比B的大 D．A、B的机械能之和都比上一时刻小 E．A、B的动量之和不为零 【答案】(1) C D (2)C (3)CE 【详解】 (1)通电螺线管内部的磁场比外部强，内部中间位置磁场最强，所以c点的磁感应强度最大；根据图中电流方向，由安培定则可知螺线管内部磁场方向向右，小磁针静止时N极指向磁场方向，即向右。 (2)O处直导线中电流垂直纸面向外，其周围磁感线是以O为圆心的逆时针方向的同心圆。KN、LM两段圆弧中的电流方向与磁场方向平行，不受安培力；KL段电流沿半径向外，由左手定则可知受力垂直纸面向外；MN段电流沿半径指向O，受力垂直纸面向里。所以KL边垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动，故选C。 (3)A．A、B所受滑动摩擦力大小分别为和，方向相反，系统所受合外力不为零，动量不守恒，A错误； B．摩擦力对系统做负功，磁力对系统做正功，系统机械能不守恒，B错误； C．A、B间的磁力大小始终相等，经过相同时间t，磁力对A、B的冲量大小相等，设为，由动量定理，A的动量大小，B的动量大小，所以任一时刻A的动量大小比B的大，C正确； D．相互接近过程中两磁铁的速度增大，动能增大，机械能之和增大，D错误； E．A、B的动量方向相反、大小不等，动量之和不为零，E正确。 故选CE。 考点2 安培力与洛伦兹力 1.(2026·上海普陀·期中)如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相同的离子垂直射入匀强磁场和匀强电场E正交的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为a、b两束。下列说法中正确的是（　　） A．组成a束和b束的离子都带负电 B．a束离子的比荷小于b束离子的比荷 C．组成a束和b束离子的动能一定不同 D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 【答案】B 【详解】 A．离子进入匀强磁场中分裂为、两束，在洛伦兹力作用下都向下偏转，根据左手定则可知，组成束和束的离子都带正电，故A错误； BC．离子经过速度选择器，所受电场力和洛伦兹力平衡，则有 解得离子的速度大小为 离子进入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 由图可知束离子的轨道半径大于束离子的轨道半径，可知束离子的比荷小于束离子的比荷，但组成束和束离子的质量不一定不同，根据可知，组成a束和b束离子的动能不一定不同，故B正确，C错误。 D．在速度选择器中，电场方向竖直向上，因为离子都带正电，可知离子所受电场力竖直向上，所以洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 2.(2026·上海普陀·期中)(多选)一条形磁铁静止在倾角为θ的斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是（　　） A．磁铁与斜面间的压力增大 B．磁铁与斜面间的摩擦力不变 C．磁铁仍然保持静止状态 D．磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动 【答案】ABC 【详解】 条形磁铁在导体棒所在位置产生的磁场方向平行于斜面向下，由左手定则知导线所受安培力垂直斜面向上，根据牛顿第三定律则条形磁铁所受安培力垂直斜面向下，对磁铁，根据平衡条件得， 可知导体棒中通电后，斜面对磁铁的支持力增大，摩擦力不变。则磁铁与斜面间压力增大，最大静摩擦力增大，磁铁仍保持静止状态，故选ABC。 3.(2026·上海普陀·期中)在一正方形区域里有垂直纸面向里的匀强磁场，现有a、b、c三个比荷相同的带电粒子（不计重力）依次从P点沿PQ方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示，带电粒子a从PM边中点O射出，b从M点射出，c从N点射出。则a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为________，运动时间之比为________。 【答案】1:2:4 2:2:1 【详解】 [1][2]根据题图可知，a、b、c三个粒子的轨迹半径之比为1:2:4，根据洛伦兹力提供向心力有 解得半径 粒子运动的周期 粒子在磁场中的运动时间 a、b、c三个粒子的比荷相同，所以a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为1:2:4，运动时间之比为2:2:1。 4.(2026·上海·期中)打印机 喷墨打印机的简化结构如图所示，墨盒发出质量为m，电量为−q的微小墨滴，经带电室后所带电荷量由输入信号控制。随后以一定的初速度v0进入长为L、间距为d、电压为U的带电平行金属板，金属板右端与纸的距离为L1。忽略空气阻力、墨滴所受重力和偏转电场的边缘效应。 (1)如图，某同学画出了墨滴的运动轨迹，请判断是否正确并说明原因：___________________________ ；墨滴运动到电场边缘时偏离入射方向的距离为_________。 (2)某同学为了研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在泼墨打印机结构的基础上，增加了磁场区域，如图所示。已知两金属板相距为d=0.05m，电压为U=10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R=0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ=60°，不计离子重力。计算求解： （1）离子速度v的大小； （2）离子的比荷； （3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。‍ 【答案】(1) 金属板右端与纸之间区域电荷不受到力的作用，应做匀速直线运动，故墨滴的运动轨迹画得不正确 (2)（1）；（2）；（3） 【详解】 (1)[1]略； [2]在平行金属板区域，墨汁微滴做类平抛运动，沿初速度方向有 垂直于速度方向有， 联立解得运动到电场边缘时偏离入射方向的距离 (2)（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力相等，即 又 联立解得 （2）在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，如图所示 由洛伦兹力提供向心力得 由几何关系有 联立解得离子的比荷 （3）根据几何关系可知，离子运动轨迹对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间为 又 联立解得 5.(2026·上海青浦·期中)带电粒子的偏转 (1)质谱仪其结构如图（a）所示，若从粒子源P点发出一个电量、质量为的正离子，经过加速器I进入速度选择器II，最后通过缝射入质量分离器III中。（不考虑离子重力的影响） （1）加速器I由、两块带电平行金属板组成，为了使正离子得到加速，则应让金属板带________电（填“正”或“负”）。在下降过程中，离子的电势能________（填“减少”“增大”或“不变”）。如果离子从速度开始经加速后速度达到，则加速器两极板间电压________。 （2）如图（b）所示，离子以速度进入速度选择器II中，两板间电压为，两板长度，相距。离子在穿过电场过程中，为了不让离子发生偏转，需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场，则所加磁场的磁感强度________；离开分离器时离子的速度________。若粒子不能沿直线匀速通过速度选择器，则粒子在速度选择器中做________（填“匀变速曲线运动”“变加速曲线运动”）。 （3）若离子以速度垂直于磁场方向进入质量分离器III，图（c）所示。其磁感应强度大小为。离子在磁场力作用下做半圆周运动。带电粒子的电量和质量之比称为粒子的比荷，设，如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线，则( ) A．    B．    C．    D．无法比较 (2)如图，一个初速度为零的电子经的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入。若两板间距为，板长为，两板间的偏转电压为；当有带电粒子撞击荧光屏时会产生亮点。已知电子的带电量为，质量为，不计重力。（请计算说明） （1）电子经电压加速后以多大的速度进入偏转电场？ （2）若有电子、质子、粒子三种粒子经此装置出射，最终在右侧的荧光屏上我们会看到几个点？ 【答案】(1) 正 减少 变加速曲线运动 C (2)（1），（2）两个 【详解】 (1)（1）[1]根据题意，现要加速正离子，则正离子所受电场力应向下，即电场强度向下，所以S1带正电； [2]正离子下降过程，电场力做正功，则离子的电势能减少； [3]根据动能定理有 解得 （2）[4]由题意，要让离子沿直线穿过电磁场叠加区域，根据平衡条件有 解得 [5]因离子在速度选择器中做匀速运动，在分离器中做匀速圆周运动，速度大小不变，则离开分离器的速度为； [6]若粒子不能沿直线匀速通过速度选择器，说明粒子在速度选择器中电场力与洛伦兹力不平衡，所以速度会发生变化，故洛伦兹力会发生变化，而电场力不变，故粒子的合外力会发生变化，根据牛顿第二定律可知，粒子的加速度会发生变化，又速度方向与合外力方向存在夹角，故粒子在速度选择器中做变加速曲线运动； （3）[7]离子以速度垂直于磁场方向进入质量分离器III做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有 根据几何关系有 联立解得 由图可知，可得 故选C。 (2)（1）设电子在加速电场做加速运动后以速度进入偏转电场，根据动能定理有 解得 （2）以电子进入偏转电场为例分析，电子受到竖直向下的电场力作用，故电子向下偏，做类平抛运动，则在沿水平方向做匀速直线运动，则有 在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有， 联立解得 可知偏转的侧位移与粒子的电量和质量无关；由于质子、粒子带正电，故这两个粒子在偏转电场中受到竖直向上的电场力，则这两个粒子将向上偏转，且偏转的侧位移也为 所以电子、质子、粒子三种粒子经此装置出射，最终在右侧的荧光屏上我们会看到两个点。 6.(2026·上海普陀·期中)电磁炮 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图所示是电磁炮模型的示意图。平行导轨放在水平面上，导轨的间距为l，电阻不计。炮体（图中用杆ab代替）由金属制成，始终与导轨紧密接触，质量为m，电阻为R，不计一切阻力。 (1)若电源为恒流源（即电流恒定不变），磁场由导轨中的电流产生。已知通过电磁炮中的电流方向为a指向b，则磁场方向为垂直于纸面向________（选择：A．内  B．外），电磁炮受到安培力的方向为水平向________（选择：A．左  B．右），电磁炮将做________运动。 (2)若电源为稳压源（即电源两端的电压恒定不变），电源电动势为E，内阻为r，可在电磁炮中产生由a指向b方向的电流。现在空间中施加一个垂直于导轨平面向内的匀强磁场，其磁感应强度为B且远大于电流产生的磁场。当电磁炮的速度大小为v时，通过电磁炮的电流强度为________，电磁炮能达到的最大速度为________。 【答案】(1) A B 匀加速直线 (2) 【详解】 （1）[1][2]通过电磁炮中的电流方向为a指向b，电磁炮向右运动，即受安培力水平向右（选B），根据左手定则知磁场方向垂直纸面向内。（选A）。 [3]电流恒定不变，产生的磁场也恒定不变，由 知，电磁炮将做匀加速直线运动。 （2）[1]根据 解得通过电磁炮的电流强度为 [2]当通过电磁炮的电流强度为0时，电磁炮的速度达到最大，则有 解得。 7.(2026·上海黄浦·期中)电与磁 人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生电。 (1)图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压，通电导线周围有磁铁。扬声器工作时利用了______（选择：A．“电流的磁效应” B．“磁场对通电导体的作用”）。 (2)磁流体发电是一项新兴技术。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个水平的磁场，如图所示。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入，P、Q两板间便产生电压。如果把P、Q和定值电阻R连接，P、Q就是一个直流电源的两个电极。 a. P板是电源的______（选择：A．“正极” B．“负极”）。 b. 若P、Q两板长为、宽为、相距为d，板间的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应。这个发电机的电动势大小为______，流过电阻R的电流大小为______。 【答案】(1)B (2) B 【详解】 （1）扬声器线圈两端加有与声音频率相同的电压，线圈会在磁场中受力运动，扬声器工作时运用了“磁场对通电导体的作用”的原理。 故选B。 （2）a[1]根据左手定则，带负电粒子受到的洛伦兹力指向P板，则P板积累负电荷，所以P板是电源的负极。 故选B。 b[2]发电机稳定时有 电场强度为 联立可得发电机的电动势大小为 [3]等离子体的电阻为 则流过电阻R的电流大小为 8.(2026·上海·期中)下图为竖直方向放置的两条平行光滑导轨，宽度为，垂直导轨平面内有一匀强磁场。导轨中有如图电源，电动势为，内阻为。电阻为，质量为的金属棒放置在导轨上，与导轨接触良好，恰好能够水平静止。该磁场方向垂直导轨_____（选填“向内”或“向外”）。磁感应强度大小为_____（重力加速度为） 【答案】 向内 【详解】 [1]因为金属棒恰好能够水平静止，根据平衡条件可知该金属棒受到的安培力竖直向上，由左手定则可知该磁场方向垂直导轨向内； [2]由平衡条件可知 根据闭合电路欧姆定律可知 联立可得磁感应强度大小为 9.(2026·上海松江·期中)磁场不仅对磁体有力的作用，对电流和运动电荷均有力的作用，且在现代生活中有着非常普遍的应用。 (1)图为航母上的电磁弹射装置简化图，它的基本原理为：待弹射的飞机挂在导体棒上，导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使飞机和导体棒作为一个载流导体在图示磁场作用下，沿导轨向右做加速运动，此时导体棒中的电流方向为______（A：从N→M ；B：从M→N）；若要增大飞机弹射速度，可采取的措施有____________（至少写出2个） (2)小明学习了安培力知识后用铜丝自制了一个如图所示的心形电动机，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的S极朝上，N极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽略各接触面上的摩擦力，从上往下看，则（　　） A．线圈做逆时针转动 B．线圈做顺时针转动 C．线圈不会转动 D．转动方向无法判断 (3)电流天平也是利用了磁场对电流的作用力，其原理图如下：天平右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于方向垂直于线圈平面向里的匀强磁场内。当线圈中通过如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在其中一个托盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。（重力加速度为g） （1）砝码应加在______（A：左边  B：右边）的托盘中； （2）由上述条件可推出匀强磁场的磁感应强度大小______。 (4)电磁流量计是利用霍尔效应测量含有电荷量均为q的正负离子的导电液体流量的装置（流量是指单位时间内通过某一截面的液体体积）。其结构如图所示，上、下两个面M、N为导体材料，前后两个面为绝缘材料。流量计的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，液体从左往右流动，在垂直于前、后表面向里的方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，则： （1）上下两板______板电势高（A：M  B：N）； （2）当电压表示数为U时，液体向右运动的速度大小______，该导电液的流量为______； （3）若导电液体中正负离子电荷量均为2q，电压表示数将______（A：增大  B：减小  C：不变）。 (5)利用磁场对运动电荷的洛伦兹力，1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示：两个半径均为R的铜质D形盒、，其间留有空隙，两盒子之间加大小为U、周期为T的交流电压，为使质量为m，电荷量为q的粒子每次经过电场都被加速，则所加匀强磁场的磁感应强度______，该粒子获得的最大动能为______。 【答案】(1) B ①增大导轨中电流；②增大磁感应强度大小。 (2)A (3) B (4) A C (5) 【详解】 (1)[1]飞机受到的安培力向右，根据左手定则可知电流由M指向N。 故选B。 [2]设导体棒的长度为L，导体棒中的电流为I，导轨的长度为x，弹射过程中飞机受的阻力恒为，则飞机受到的安培力大小为 根据牛顿第二定律则有 解得飞机加速度为 由匀变速直线运动规律 联立解得飞机的弹射速度 由此可知要增大飞机弹射速度，可以采取的措施有①增大导轨中电流；②增大磁感应强度大小。 (2)“心”形的线圈，左半部分电流由上到下，磁场的方向有向右的分量，根据左手定则可知，安培力是向外的；右半部分电流也是由上到下，磁场的方向有向左的分量，根据左手定则可知，安培力是向内的，则从上往下看，线圈做逆时针转动。 故选A。 (3)（1）[1]开始时天平平衡，设线圈所受安培力为 F，由左手定则可知安培力方向向下。当磁场反向时，安培力变为−𝐹，方向向上。相当于左边重了2F，所以需要在右边托盘中增加质量为 m的砝码才能两臂再达到新的平衡。 故选B。 （2）[2]磁场反向前后，安培力变化量为 增加的砝码重力为mg，由平衡条件 可得匀强磁场的磁感应强度大小为 (4)（1）[1]根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力指向M板，负离子受到的洛伦兹力指向N板，可知正离子向M板偏转，负离子向N板偏转，故M板的电势高于N板的电势。 故选A。 （2）[2]根据 可得当电压表示数为U时，液体向右运动的速度大小 [3]该导电液的流量为 （3）[4]若导电液体中正负离子电荷量均为2q，根据平衡条件 电压表示数为，将保持不变。 故选C。 (5)[1]根据回旋加速器的原理可知，所接交流电源的周期与粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，则有 故所加匀强磁场的磁感应强度为 [2]根据洛伦兹力提供向心力 得粒子加速后获得的最大速度大小为 粒子加速后获得的最大动能为 10.(2026·上海·期中)永动机 某同学受到回旋加速器的启发，下图为他设计的系统。该永动机系统主要由一个带正电，质量为m，电量为q的小球、平行板电容器C、以及两个强度相对较弱的面积足够大的静磁场区域构成。整个系统位于同一水平面上。系统启动之前，固定小球在电容器一侧。闭合开关让电容器充电，使电容器两极板间距为d，具有电势差U之后，断开开关。撤掉相关导线只保留电容器。在电容器极板中央释放小球后，小球将在平行板电容器中运动，将电势能转换为动能，得到加速。在离开电容器后，两侧的静磁场磁感应强度为B，将使得小球在洛伦兹力的作用下，经过两次半圆周的匀速圆周运动，到达小球的出发点，小球的重力忽略不计。 (1)小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是多少？ (2)该同学选择了相对较小的磁感应强度，以免小球撞击在电容器上。之后小球将再一次加速，循环往复，增加动能。此过程该同学认为无其他能量损耗并增加了小球动能。则为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度x最大为多少？ (3)不计相对论效应及其他损耗，求小球第三次通过极板之后，总的运动时间是多少？ 【答案】(1)(1) (2) (3) 【详解】 (1)小球在电容器中加速，根据动能定理 解得 小球进入磁场后，洛伦兹力提供向心力 解得 (2)小球第一次进入磁场时，速度最小，在磁场中运动的半径最小，为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度应满足 可得 电容器的宽度最大值为 (3)小球第三次通过极板时，在电场中加速三次，第一次加速后的速度为根据动能定理 第一次经过无磁场区域的时间 第二次加速后的速度为根据动能定理 第二次经过无磁场区域的时间 在电场中加速三次，运动总时间为,则 解得 在磁场中经过四次半圆周的匀速圆周运动，两次经过无磁场区域，小球在磁场中运动的时间为 总的运行时间为 11.(2026·上海黄浦·期中)如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到安培力的大小关系为（　　） A．Fa>Fb=Fc B．Fa=Fb>Fc C．Fa=Fb=Fc D．Fa>Fb>Fc 【答案】B 【详解】 设a、b两棒的长度分别为La和Lb，C的直径为d；由于导体棒都与匀强磁场垂直，则： a、b两棒所受的安培力大小分别为 Fa=BIaLa Fb=BIbLb=BIbd Fc=BIcd 因 则 因 则 因 则 则 Fa=Fb>Fc 故B正确，ACD错误。 故选B。 12.(2026·上海奉贤·期中)磁场对电流的作用力通常称为安培力，这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。 (1)一长为的直导线置于磁感应强度大小为的匀强磁场中，导线中的电流为。下列说法正确的是（　　） A．通电直导线受到的安培力大小为 B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力 C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面 D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功 (2)一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 (3)某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为，长边长度为。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为。当线圈长边中电流为时，电流表指针偏转的角度为，则当电流表指针偏转的角度为时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（　　） A． B． C． D． (4)如图所示，质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔垂直射入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则： ①M带______（选填A．“正电”或B．“负电”）； ②M的运行时间______（选填A．“＞”B．“＝”或C．“＜”）N的运行时间。 (5)如图所示为一回旋加速器的示意图，已知D形盒的半径为，两盒间距为，中心上半面出口处放有质量为、带电量为的质子源，经加速器加速后，每个质子最大可获得的能量，每次加速时的加速电压为，求： （1）该加速器中偏转磁场的磁感应强度； （2）离子在第次通过窄缝前后半径之比； （3）整个加速过程中质子在磁场中运动的总时间。 【答案】(1)C (2)B (3)A (4) B B (5)（1）；（2）；（3） 【详解】 (1)A．只有当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到安培力的大小才为BIL，故A错误； B．当通电导线与磁场平行时，它不受安培力，故B错误； C．通电直导线所受安培力的方向既垂直于磁感应强度方向又垂直于电流方向，即垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，故C正确； D．若通电直导线在磁场中受安培力作用，在安培力的方向上导线产生了位移，则安培力对通电导线也能做功。故D错误。 故选C。 (2)根据安培定则可判断在导线下方磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知电子受向上的洛伦兹力，根据 可得 可知越靠近导线B越大，故半径R越小。 故选B。 (3)磁电式电流表偏转角度与通电电流成正比，当线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈长边中电流为2I，根据安培力公式可得，线圈一侧长边受到的安培力大小为F=2nBIl 故选A。 (4)[1]根据左手定则可判断，M带负电。 [2]由图可知两粒子的运动轨迹均为半圆，则 根据 又 联立解得 即M 的运行时间等于N的运行时间。 (5)（1）当质子获得最大能量E时，则动能 此时质子在回旋加速器中做半径为R的匀速圆周运动，有 则有 （2）设粒子第次经过狭缝后的半径为，速度为，由动能定理 由洛伦兹力提供向心力 联立以上解得 同理，粒子第n次经过狭缝后的半径 则 （3）质子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期 由于质子每一个周期T可获得的能量为eU,则整个加速过程中质子在磁场中运动的总时间 考点3 电磁感应现象与楞次定律 1.(2026·上海普陀·期中)下列说法正确的是（　　） A．导体相对磁场运动时，导体中一定产生感应电流 B．导体做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流 C．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生 D．闭合金属框只要在磁场中运动，金属框内就会有感应电流产生 【答案】C 【详解】 A．导体相对磁场运动时，若导体未构成闭合回路，或运动方向未导致磁通量变化（如平行磁场方向运动），则不会产生感应电流，故A错误； B．导体做切割磁感线运动时，若导体是孤立的一段（未形成闭合回路），即使切割磁感线也不会产生感应电流，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中磁通量变化是产生感应电流的充分必要条件，故C正确； D．闭合金属框在磁场中运动时，若磁通量未变化（如在匀强磁场中匀速平动），则不会产生感应电流，故D错误。 故选C。 2.(2026·上海普陀·期中)如图所示，磁场的方向水平向右，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是（　　） A．磁场方向突然反向 B．磁感应强度B增大 C．线圈绕ab轴转动 D．线圈绕cd轴转动 【答案】C 【详解】 ABD．要能使磁场中的矩形线圈产生感应电流则穿过线圈的磁通量要发生变化，磁场方向突然反向、磁感应强度B不断增大、线圈绕cd轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，不会产生感应电流，故ABD错误； C．线圈绕ab轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流，故C正确。 故选C。 3.(2026·上海浦东·期中)(多选)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。PQ间接一个节能LED灯，下列说法正确的是（    ） A．按下按钮过程，LED灯有Q端到P端的感应电流 B．松开按钮过程，LED灯上无感应电流 C．按住按钮不动，螺线管中会产生感应电动势 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小可能不相等 【答案】AD 【详解】 AB．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，由楞次定律及右手螺旋定则可知，LED灯有Q端到P端的感应电流，故A正确，B错误； C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量保持不变，螺线管中不会产生感应电动势，故C错误； D．按下和松开按钮过程，由于按下和松开按钮快慢可能不一样，则螺线管产生的感应电动势大小可能不相等，故D正确。 故选AD。 4.(2026·上海普陀·期中)如图所示，在一有界匀强磁场中水平放置一对电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场左边界，导轨跟圆形导体环N相接，图中导体环M与导体环N共面、彼此绝缘，且两导体环的圆心重合，半径。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒，与导轨分别相交于a、b两点，始终良好接触。已知磁场垂直于导轨所在平面向外。当导体棒向左减速运动时，________（选填“>”或“<”），圆环有________（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 【答案】 扩张 【详解】 [1]导体棒向左运动切割磁感线，根据右手定则可知感应电流的方向由b向a，导体棒相当于电源，电源内部的电流由低电势流向高电势，故。 [2]导体棒向左减速运动，根据 导体环N的电流变小，产生的磁场减小，故穿过圆环M的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环M有扩张的趋势。 5.(2026·上海普陀·期中)(多选)如图所示，在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可行的是（　　） A．磁铁上端为S极，磁铁向上运动 B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动 C．磁铁上端为S极，磁铁向下运动 D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动 【答案】AD 【详解】 AB．由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确，B错误； CD．由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故C错误，D正确。 故选AD。 6.(2026·上海普陀·期中)十进制电阻箱 十进制电阻箱不仅能够精确地改变接入电路的电阻，还可以直接从各个旋钮上读取接入电路的电阻值，在各类电学实验中应用广泛。小理使用如图所示的十进制电阻箱分别完成“测量电源电动势和内阻”以及“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 (2)如图所示是“研究影响感应电流方向的因素”中某一步骤的实验电路图，该步骤的目的是_____________________________。已知灵敏电流计的量程为0~3 mA，若使用两节干电池作为电源，用十进制电阻箱作为限流电阻，其阻值最合适的是( ) A．50Ω    B．500Ω    C．2000Ω    D．8000Ω 【答案】(1) 10 50　(2) 确定电流的方向与指针偏转方向的关系 C 【详解】 （1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 由图乙所示的图线 解得电源的电动势和内阻分别为。 （2）[1]图中灵敏电流计与电源连成闭合回路，目的是确定指针的偏转方向与电流方向的关系，电流从左接线柱流入，指针左偏。 [2]根据闭合电路欧姆定律 解得 为避免灵敏电流计超量程工作且便于观察，应是十进制电阻箱阻值大于1000Ω，故选C。 7.(2026·上海宝山·期中)人类历史上早期的指示方向的发明有三类，分别是司南、罗盘和磁针，均由中国人发明。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，为电动机的发明提供了理论基础。1831年，法拉第试制出了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机，标志着人类进入了电气时代。 (1)（1）将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据材料，下列可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）( ) A．   B．   C．    D． （2）为了解释地球的磁性，19世纪时安培假设：地球的磁场是由绕着过地心的轴的环形电流引起的。下列能正确表示安培假设中环形电流方向的是( ) A．  B．   C．    D． (2)、两根长直导线垂直放置，通有大小相同的电流，方向如图所示，点和在同一平面内，点距两导线的距离相等，若只给通以如图所示方向的电流，点的磁感应强度大小为；若同时给、，通以大小相等、方向如图所示的电流，不考虑地磁场，则点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． (3)如图所示为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（　　） A．处于闭合状态，闭合的瞬间 B．处于闭合状态，闭合的瞬间 C．、均处于闭合状态，断开的瞬间 D．、均处于断开状态，闭合的瞬间 【答案】(1) D A (2)C (3)BC 【详解】 (1)（1）地磁的南北极和地理的南北极相反，而且有一定的磁偏角，小磁针平行于地表放在赤道上当小磁针静止时，其北极指向为所在位置的磁场方向，它所在位置的磁场方向由地理的南极指向北极（地磁的北极指向南极），故选D； （2）地磁的南北极和地理的南北极相反，而且有一定的磁偏角，磁感线是闭合回路，在地球内部磁场是由地理北极指向南极，再根据右手螺旋定则，拇指指向磁场方向，四指的环绕就是环形电流的方向，故选A。 (2)根据右手螺旋定则，通电导线在O点的磁场方向水平向左，大小为，通电导线在O点的磁场方向垂直纸面出来的，大小为，故它们的合磁感应强度大小为，故选C。 (3)A．产生感应电流的条件是：穿过闭合导体回路中的磁通量发生变化， 处于闭合状态，闭合的瞬间，原线圈中的电流恒定，产生的磁场恒定，穿过副线圈的磁通量没有发生变化，另外副线圈回路还断开了，不产生感应电流，故A错误； B C．处于闭合状态，闭合或断开的瞬间，原线圈中的电流发生变化，产生变化的磁场，穿过副线圈的磁通量发生变化，副线圈回路产生感应电流，故BC正确； D．断开，没有磁感线穿过副线圈，副线圈不会产生感应电流，故D错误。 故选BC。 8.(2026·上海宝山·期中)电磁感应现象的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。 (1)如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度在内从均匀减小为0。圆形硬质金属环放置在磁场中，金属环平面与磁场方向垂直，总电阻为，半径为。 （1）时，金属环中电流方向为______。 （2）时，金属环受到的安培力大小______。 （3）在内，金属环产生的焦耳热______。 (2)某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有匝数的矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右进入并通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量，金属框总电阻，宽为0.1m、长为0.3m，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。 （1）边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为______A，小车的加速度大小为______。 （2）线框穿越磁场的过程中，感应电流的方向( ) A．均为        B．均为         C．先再        D．先再 （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量_____。 （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析该观点是否正确，并说明理由_____。 【答案】(1) 顺时针 0 (2) 3 1.8 D 0.18 正确，由安培力公式可得，分析可知，进入磁场过程中平均速度较大，则安培力较大，进出磁场过程中的位移相等，由安培力做功公式，可知，进入磁场的过程中克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量 【详解】 (1)（1）[1]垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度在内从均匀减小为0；根据楞次定律可知，时，金属环中感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，根据安培定则可知，金属环中电流方向为顺时针方向。 （2）[2]金属环在磁场中有效长度为0，故受到的安培力为0。 （3）[3]根据法拉第电磁感应定律可知，在内金属环产生的电动势为 金属环产生的感应电流为 在内金属环产生的焦耳热为 (2)（1）[1]ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流 [2]由牛顿第二定律可知ab边刚进入磁场时，小车的加速度大小 （2）[3]线框进入磁场过程中有楞次定律和安培定则可知感应电流方向为，当线框完全在磁场中时无感应电流，线框离开磁场过程中由楞次定律和安培定则可知感应电流方向为。 故选D。 （3）[4]通过导线截面的电量 [5]略。 考点4 法拉第电磁感应定律及其应用 1.(2026·上海普陀·期中)磁感应强度变化率1.5T/s的匀强磁场垂直穿过面积0.02m2的10匝金属线框，则磁通量变化率为________Wb/s，感应电动势为________V。 【答案】0.03 0.3 【详解】 [1]磁通量变化率。 [2]根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为。 2.(2026·上海普陀·期中)(多选)一架飞机从曹杨二中上空飞行时，下列说法正确的是（　　） A．水平向东飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 B．水平向南飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 C．水平向西飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 D．水平向北飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 【答案】AB 【详解】 当飞机在北半球（曹杨二中）飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可知，飞机在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低。 故选AB。 3.(2026·上海普陀·期中)在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v，则此时线框的加速度为________，此时线框中的电功率为________。 【答案】 【详解】 [1][2]根据题意有，，， 解得线框的加速度为 此时线框中的电功率为 解得 4.(2026·上海普陀·期中)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度为2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量为0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长0.2 m，线圈电阻为2Ω。时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示。则恒定拉力大小为________N，线圈在第2 s内的加速度大小为________m/s2，线圈ab边长为________m。 【答案】 【详解】 [1]当时，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时感应电流。 感应电动势 ， 解得   在 内，设恒定拉力为F，根据动量定理 解得 [2]时间内，线圈进入磁场，时，感应电流 。 感应电动势 ，，解得 线圈的加速度 [3] 线圈在第 2s内(1~2s)做匀加速直线运动，位移等于ab的长度x。 根据匀变速直线运动规律，位移 5.(2026·上海松江·期中)自感与互感现象的本质都是电磁感应，都遵循法拉第电磁感应定律。 (1)（多选）如图所示的电路中，A是灯泡，L是带铁芯的线圈，E为电源，K是开关。下述判断正确的是（　　） A．K接通瞬间，因L产生自感电动势，灯泡将延迟发光 B．K断开瞬间，因L产生自感电动势，灯泡将延迟熄灭 C．K接通并稳定后L不再产生自感电动势 D．K在接通或断开瞬间以及K接通后，L一直产生自感电动势 (2)图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻，定值电阻，A、B间电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻______；断开开关后通过电灯的电流方向为______（A：向左  B：向右）；在时刻线圈L中的自感电动势的大小为______V。 (3)如图所示，一理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，交流电源的电压，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则该交流电的频率为______Hz，电压表的示数为______V，电流表的示数与电流表的示数之比为______。 (4)某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，发电机的输出功率为，发电机的输出电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，则 （1）降压变压器输出的电流I为多少？（结果用分数表示）；输电线上通过的电流是多少？ （2）升压变压器输出的电压是多少？ （3）两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少？（结果用分数表示） 【答案】(1)AC (2) A 3.0 (3) 50 44 1:5 (4)（1），20A；（2）5000V；（1）， 【详解】 (1)A．电路中电流发生变化时，L中的磁通量发生变化，L会产生自感电动势，故K接通瞬间，因L产生自感电动势，灯泡将延迟发光，故A正确； B．K断开瞬间，L产生自感电动势，但由于电路断开，则灯泡将立即熄灭，故B错误； CD．K接通后，电流稳定后，磁通量保持不变，L不再产生自感电动势，故C正确，D错误。 故选AC。 (2)[1]图乙可知电路稳定时通过线圈电流I=1.5A 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 [2]由楞次定律可知，断开开关后，线圈产生的感应电流向右，则通过灯泡的电流方向向左。 故选A。 [3]由图像可知，在时通过线圈的电流为 则线圈L中的自感电动势大小为 (3)[1]交流电的周期为 则该交流电的频率为 [2]原线圈两端的电压为 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得 故电压表的示数为44V。 [3]根据理想变压器不改变功率可知 解得电流表的示数与电流表的示数之比为 (4)（1）用户得到的功率为 用户得到的电压为 降压变压器输出的电流 根据可得输电线上通过的电流 （2）升压变压器输出的电压 （3）输电线损失的电压 两个变压器的原、副线圈的匝数比， 6.(2026·上海·期中)智能手机 智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品。如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。 (1)图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。 （1）霍尔元件的前、后两表面，___________（选填“前”或“后”）表面电势高； （2）若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B=__________ ； （3）下列说法中正确的有( ) A．合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大 B．开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大 C．若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏 D．若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏 (2)图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上的正弦交流电后，手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R=5Ω，其充电的功率P=10W。 （1）该正弦交流电的周期为T=_________s； （2）电阻R两端电压的有效值为__________V； （3）在图丙中定性画出0~T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像__________；（以流经R向下的电流为正） （4）送电线圈和受电线圈的匝数比为多少？__________ 【答案】(1) 前 AD (2) 0.02 【详解】 (1)（1）[1]N型半导体载流子为自由电子（带负电），结合图乙，由左手定则可知电子向后表面偏转，则前表面电势高； （2）[2]若屏幕自动熄灭时临界电压为U，此时电子受到的洛伦兹力和电场力平衡，即 解得 （3）[3]A．合屏过程中，磁场从无到有或磁场变强，根据，可知元件前、后表面间的电压变大，故A正确； B．开屏过程中，磁场变弱或消失，根据，可知元件前、后表面间的电压变小，故B错误； C．若磁场变强，根据，可知电压会变大，更容易达到临界电压，会自动熄屏，故C错误； D．若磁场变弱，根据，可知电压变小，可能达不到临界电压，出现闭合屏幕时无法自动熄屏，故D正确。 故选AD。 (2)（1）[1]由表达式可知，则该正弦交流电的周期为 （2）[2]根据功率，可得电阻R两端电压的有效值为 （3）[3]由于有二极管，电流只在半个周期内导通，由于电流通过R的方向向下为正。则在时间内，电流为正，时间内电流为0，由于不确定刚开始时通过R的电流方向，则图像可为 （4）[4]由题意可知送电线圈电压有效值 设受电线圈两端电压有效值为，由于二极管的作用，根据有效值定义可得 解得 则送电线圈和受电线圈的匝数比 7.(2026·上海普陀·期中)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，倾角，轨道顶端连有一阻值为的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示。现用力将质量，电阻的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端处，在时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好。取g=10m/s2，求： (1)0~4 s内通过导体棒ab的电流强度I； (2)分析说明导体棒ab释放后的运动情况，并求所能达到的最大速度； (3)撤去外力后，导体棒ab下滑的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】 （1）0~4 s，根据法拉第电磁感应定律 ， 根据闭合电路欧姆定律 ， 解得 （2）撤去外力后，导体棒加速下滑，同时受到安培力，安培力随速度增大而增大，加速度随速度增大而减小，因此导体棒做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大 根据牛顿第二定律 ，安培力 ，当加速度 时，速度有最大值 解得：导体棒ab能达到的最大速度 （3）撤去外力后，导体棒ab下滑x=2m的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q，因 ，金属棒已达到最大速度。 根据能量守恒定律，重力势能的减少量等于动能的增加量与电路中总焦耳热之和，即 根据焦耳热分配规律，ab棒上产生的焦耳热 在ab棒上产生的焦耳热 8.(2026·上海松江·期中)图1为世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄，使紫铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。 (1)不论是何种发电机，其根本原理都是应用了法拉第电磁感应定律。 （1）依据法拉第电磁感应定律，当穿过单匝线圈回路的磁通量发生变化时，产生的感应电动势大小与______成正比，请依据该定律，写出图2中导体棒ab以速度ν向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式的推导过程：____________（已知导轨间距为l，磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直）； （2）图1的圆盘发电机正常发电时，黄铜电刷C的电势比黄铜电刷D的电势______（A：高  B：低）；若已知圆盘半径为r，圆盘转动的角速度为，圆盘所在处的磁场可看成磁感应强度为B的匀强磁场，电阻器的阻值为R，其它电阻均忽略不计，则电流表的示数为______。 (2)随着对电磁感应原理的深入研究，各种不同的发电机也陆续被发明。如图为正弦交流电发电机模型。单匝边长为a，总电阻为r的正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度顺时针方向匀速转动，则线圈中产生的最大感应电动势______，若从线圈平面与磁场平行开始计时，负载电阻为R，回路电流随时间变化的关系式为____________。 (3)如图所示，在铁芯上绕着两个线圈甲和乙，如果线圈甲中电流i与时间t的关系如图A、B、C、D所示，图D为正弦曲线。则在这段时间内能使线圈乙中的电流计G有向右的恒定电流的是图（　　） A． B． C． D． (4)（多选）如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（　　） A．向右做减速运动 B．向左做减速运动 C．向右做匀速运动 D．向左做加速运动 (5)如图所示，光滑竖直平行导轨上套有一质量为m的导体棒ab，导轨上端连接一阻值为R的电阻，导体棒ab的电阻阻值为，其余电阻不计。导体棒ab从磁场上方某一位置自由下落，以速度ν进入高为h的水平匀强磁场区域，穿出磁场时的速度为。则： （1）导体棒ab穿过磁场区域过程中可能做什么运动？ （2）此过程中电阻R产生多少焦耳热？ 【答案】(1) 磁通量的变化率 设经过时间，导体棒ab向右运动的距离为 由法拉第电磁感应定律可得，导体棒ab以速度ν向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式为 B (2) (3)C (4)AB (5)（1）加速度逐渐减小的减速运动；（2） 【详解】 (1)（1）[1]根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势大小与磁通量的变化率成正比； [2]略； （2）[3]由右手定则可以判断在圆盘上，电流由C到D，即D点电势高，则黄铜电刷C的电势比黄铜电刷D的电势低。 故选B。 [4]圆盘转动时产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流为 故电流表示数为。 (2)[1]线圈中产生的最大感应电动势为 [2]由闭合电路欧姆定律，回路中的最大电流为 由于从线圈平面与磁场平行开始计时，则回路电流随时间变化的关系式为 (3)A．如果甲中通以A图电流，则穿过乙回路磁通量不变，没有感应电流，故A不符合题意； B．如果甲中通以B图电流，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，则乙中电流计G中有向左的恒定电流通过，故B不符合题意； C．如果甲中通以C图电流，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，则乙中电流计G中有向右的恒定电流通过，故C符合题意； D．如果甲中通以D图电流，在t1~t2时间段内，甲中电流为正且逐渐减小，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左减小，则乙中电流计G中电流中有向右的变化电流通过，故D不符合题意。 故选C。 (4)由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，由于金属环C向线圈A运动，说明原磁场在减小，由于线圈A中的电流是导线切割磁场产生的，由于原磁场在减小，只需要导线ab减速运动即可。 故选AB。 (5)（1）由于导体棒以速度v进入磁场，以穿出磁场，则导体棒在磁场中做减速运动，设导体棒ab长度为l，由牛顿第二定律 导体棒的速度减小，加速度减小，故导体棒ab穿过磁场区域过程中可能做加速度逐渐减小的减速运动。 （2）导体棒在穿过磁场的过程中，根据能量守恒有 解得导体棒穿过磁场区域过程中电路中产生的焦耳热为 由于电阻R与导体棒的阻值之比为，则此过程中电阻R产生的焦耳热为 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $