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专题11 电磁感应
1．（2025·河南·高考真题）如图，一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时，沿N极到S极的方向看，下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时，薄片右侧的磁通量在减小，左侧磁通量在增加，由于两极间的磁场竖直向下，根据楞次定律可知此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针，薄片左侧的涡电流方向为逆时针。
故选C。
2．（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　）
A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右
B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下
C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且
D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且
【答案】BC
【详解】A．顺时针而，则镜头向左运动，加速度方向向左，A错误；
B．顺时针而，则镜头向下运动，加速度方向向下，B正确；
C．若的方向左偏上，说明镜头向上运动以及向左运动拉伸弹簧，且向左运动的分速度大于向上运动的分速度，可知顺时针逆时针，由可知，C正确；
D．若的方向右偏上，说明镜头向上运动以及向右运动，且向右运动的分速度大于向上运动的分速度，可知逆时针逆时针，D错误。
故选BC。
3．（2025·福建·高考真题）光滑斜面倾角为θ=30°，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等，均为B。正方形线框abcd质量为m，总电阻为R，同种材料制成且粗细均匀，Ⅰ区域长为L1，Ⅱ区域长为L2，两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放，cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，当cd边进入Ⅱ区域时的速度和ab边离开Ⅱ区域时的速度一致，则：
(1)求线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离；
(2)求cd边进入Ⅰ区域时cd边两端的电势差；
(3)求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】（1）线框在没有进入磁场区域时，根据牛顿第二定律
根据运动学公式
联立可得线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离
（2）因为cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，可知线框的边长与Ⅰ区域的长度相等，根据平衡条件有
又，
cd边两端的电势差
联立可得
（3）①若，在线框进入Ⅰ区域过程中，根据动量定理
其中，，
联立可得
线框在Ⅱ区域运动过程中，根据动量定理
根据
线框进入磁场过程中电荷量都相等，即
联立可得
根据能量守恒定律
克服安培力做功的平均功率
联立可得
②若，同理可得
根据动量定理
其中
结合，
联立可得
根据能量守恒定律
克服安培力做功的平均功率
联立可得
4．（2025·浙江·高考真题）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选）
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大（1）中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱移接至接线柱
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
【答案】(1)向上拔出
(2)BC
【详解】（1）由图可知，电表指针左偏，则感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。
（2）A．磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误；
B．增大（1）中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确；
C．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可是电流计指针偏角变大，选项C正确；
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。
故选BC。
5．（2025·浙江·高考真题）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．该电路中当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，选项A错误；
B．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当电源，电源U与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极管导通，从而实现给高压充电，选项B正确；
C．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项C错误；
D．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时电源U也断开，只有L产生的自感电动势相当电源加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项D错误。
故选B。
1．如图所示，足够长光滑平行水平导轨所在空间，有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。导轨间距分别为和，质量为、电阻为的铜棒跨放在导轨上，同种材料、粗细相同的铜棒的长度是的两倍，两棒与导轨始终垂直且接触良好。若使棒获得一个大小为、水平向右的初速度，导轨电阻不计，则在两棒运动过程中（棒始终在宽度为的导轨上运动），下列说法正确的是（　　）
A．两棒组成的系统动量守恒，且最终速度相等
B．棒最终的速度大小为
C．棒产生的焦耳热为
D．棒克服安培力做的功为
【答案】D
【来源】2025届甘肃省多校高三下学期5月联考考试物理试卷
【详解】A．两棒受到的安培力不相等，系统受到的合外力不为零，系统动量不守恒，最终两棒切割磁感线产生的电动势相等，速度不相等，选项A错误；
B．设棒和棒的最终速度大小分别为和，则有
对棒有
对棒有
解得，
选项B错误；
C．系统产生的焦耳热
棒产生的焦耳热占总焦耳热的，则
选项C错误；
D．棒克服安培力做的功
选项D正确。
故选D。
2．电吉他的拾音器的简化结构如图甲所示，其原理是当琴手拨动被磁化的金属弦时，线圈中产生感应电流，电流通过放大器放大，然后经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时，在一段时间内，线圈中的磁通量与时间的变化规律如图乙所示（图像为正弦函数）。已知线圈的匝数为，则线圈中产生的感应电动势随时间的变化关系式为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【来源】2025届河南省部分重点高中高三下学期联考考前押题物理试题
【详解】由图可知
则
则线圈中感应电动势的峰值为
图像得斜率表示磁通量得变化率，因此初始时刻电动势最大，根据交变电流的规律可知
故选C。
3．(24-25高三下·江苏宿迁泗阳县·适考)如图所示，单匝矩形线圈ABCD在外力作用下向右匀速进入匀强磁场，则线圈进入磁场的过程中（　　）
A．线圈中产生逆时针方向的感应电流
B．AB边产生的焦耳热比BC边多
C．AB边通过的电荷量比BC边少
D．A、B间的电压比B、C间的大
【答案】D
【来源】江苏省宿迁市泗阳县2024-2025学年高三下学期第一次适应性考试（一模）物理试卷
【详解】A．线圈进入磁场的过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
B．线圈电流相等，BC边电阻大于AB边，根据可知，AB边产生的焦耳热比BC边少，故B错误；
C．根据电流定义式可知，则AB边通过的电荷量与BC边的相同，故C错误；
D．线圈向右匀速进入匀强磁场，AB边切割磁感线，相当于电源，A、B间的电压为路端电压，大于B、C间的电压，故D正确；
故选D。
4．著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　）
A．圆盘中的电流呈周期性变化特点
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
【答案】B
【来源】2025天津市九校联考高三下学期模拟考试（二）物理试题
【详解】A．可将铜圆盘等效为若干根由圆心到圆盘边缘的导体棒，每根导体棒都在切割磁感线，产生恒定的感应电动势，相当于电源，则整个铜圆盘就相当于若干个相同的电源并联，圆盘中的电流恒定，故A错误；
B．根据右手定则可知，若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动，故B正确；
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，故C错误；
D．圆盘产生的感应电动势为
若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，根据可知，电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
5．半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　）
A．，方向与速度方向相反
B．，方向垂直向下
C．，方向垂直向下
D．，方向与速度方向相反
【答案】B
【来源】2025届江苏省苏锡常镇高三下学期二模物理试卷
【详解】圆环中的电流为，在磁场部分的等效长度等于圆环的直径，由安培力公式，可得此时圆环所受安培力的大小
由楞次定律和右手螺旋定则可判定，感应电流的方向是顺时针方向，故再由左手定则可判定圆环所受的安培力的方向垂直MN向下。
故选B。
6．如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒PQ，当导体棒PQ以一定初速度水平向右运动过程中，其速度v、加速度a、所受安培力、流过的电量q与运动时间变化关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【来源】2025届陕西省渭南市临渭区高三下学期质量检测（三模）物理试题
【详解】A．导体棒切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒ab受到向左的安培力，向右减速运动，由
可知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动直至停止运动，故A错误；
B．导体棒的最大加速度为
导体棒做加速度减小的减速运动，可知图像的形状与图像类似，为凹函数，故B错误；
C．导体棒受到向左的安培力，大小为
导体棒做加速度减小的减速运动，可知图像的形状与图像类似，为凹函数，故C正确；
D．根据
可知
由于导体棒速度减小，故电荷量变化率减小，故D错误。
故选C。
7．如图所示，圆心为O、直径d=2m的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。金属杆PQ长度与导轨直径相等，单位长度电阻，PQ绕O点以角速度逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连，A是理想电流表，阻值R=8Ω的电阻和电容的电容器并联在电路中，圆形导轨与导线电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．流过电阻R的电流方向为
B．电流表的读数为2.5A
C．电容器的电荷量为9.6×10-10C
D．为了维持金属杆匀速转动，外力做功的功率为6.25W
【答案】C
【来源】2025届四川省成都市高三下学期三诊物理试题
【详解】A．PQ绕O点逆时针匀速转动，根据右手定则可知，电流从PQ两点流向O点，所以流过电阻R的电流方向为a→b，故A错误；
B．电流从PQ两点流向O点，则PO与QO并联，则产生的电动势为
PO与QO并联产生的等效内阻
电流表的读数为
故B错误；
C．电容器两端电压
电容器的电荷量为
故C正确；
D．为了维持金属杆匀速转动，外力做功的功率为
故D错误。
故选C。
8．如图所示，用一根漆包线绕成一个匝数为n匝，边长为L的正方形导线框abcd，形成一个闭合回路，导线框的总电阻为R，放在绝缘的光滑水平桌面上。现将导线框以垂直于边框ad的速度v，向左匀速拉入一边界与边框ad平行的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直桌面向下，磁感应强度为B，磁场宽度大于L。在导线框拉入磁场的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导线框中感应电流的方向为顺时针方向
B．导线框中产生的感应电动势大小为BLv
C．导线框所受安培力的大小为
D．整个过程中，通过导线框的电荷量为
【答案】D
【来源】2025届四川省成都市郫都区高三下学期三模物理试题
【详解】A．在导线框拉入磁场的过程中，磁场方向垂直桌面向下，穿过导线框的磁通量增加，根据楞次定律可知，导线框感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B．导线框中产生的感应电动势大小为
故B错误；
C．导线框中感应电流大小为
导线框所受安培力的大小
故C错误；
D．整个过程中，通过导线框的电荷量为
故D正确。
故选D。
9．国产电动汽车采用电磁式动力回收装置，可将部分动能转化为电能并储存。如图所示为该装置的简化模型，“日”字形的金属线框放在光滑的水平面上，各边长均为l，ab、cd、ef边电阻均为R，其余部分电阻可忽略不计。线框以速度v进入宽度为l的匀强磁场，最终恰好穿出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，边界与ab边平行，则线框（　　）
A．刚进磁场时，a端电势高于b端电势
B．刚进磁场时，a、b两点间电势差为
C．质量
D．穿越磁场过程中ab边产生的热量
【答案】C
【来源】2025届黑龙江龙东十校联盟高三下学期联考（二模）物理试题
【详解】A．由右手定则可知，线框刚进入磁场时b端电势高，且其等效电路为：
可知，a端电势低于b端，且，故AB均错误；
C．由动量定理知，，
解得，故C正确；
D．ab棒发热分两个阶段：
（1）ab棒在磁场中运动，由动量定理，有，
解得
过程中产生的热量
（2）ab棒在磁场外运动过程中产生的热量
所以，故D错误。
故选C。
10．如图所示，相距为d的足够长平行光滑金属导轨、与水平面间夹角为θ，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨上端接有一电阻。水平导体棒质量为m，以速度v沿导轨匀速下滑，棒与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，则（　　）
A．导体棒中电流方向为
B．回路中的电动势为
C．导体棒受到的安培力大小为
D．回路中的电功率为
【答案】D
【来源】2025届江苏省宿迁市高三下学期三模物理试卷
【详解】A．导体棒下滑过程中，根据右手定则可得，导体棒中电流方向为，故A错误；
B．由于磁场方向与运动方向不垂直，所以回路中的电动势为
故B错误；
C．对导体棒受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
故C错误；
D．根据能量守恒可知，导体棒的重力势能转化为电能，所以回路中的电功率等于重力做功的功率，则
故D正确。
故选D。
11．如图所示，宽度为的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的定值电阻，不计导轨电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为；一根长为，电阻不计的导体棒放在导轨上，且与导轨保持良好接触。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过足够长的时间后，运动稳定，此时恒力的功率为，则水平恒力的大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【来源】2025届河北省沧州市多校高三下学期二模物理试题
【详解】运动稳定时，则有
而安培力
根据闭合电路的欧姆定律可知
所以
故
解得运动稳定时的速度大小
所以水平恒力的大小
故选C。
12．如图所示，光滑平行的水平导轨ab、cd之间有垂直纸面向里的匀强磁场，导轨间距为L，电阻均为R、长均为L的金属棒A、B置于导轨上，与导轨接触良好，导轨左侧接了阻值也为R的定值电阻。现同时分别给A、B一个初速度vA、vB，且2vAA． B．
C． D．
【答案】D
【来源】2025届四川省攀枝花市高三下学期第三次统一考试物理试卷
【详解】设上下导轨电势差为U， A、B棒分别可看作具有内阻 R、电动势 BL和 BL的电源，左侧固定电阻为 R，无电动势。规定电流由上向下为正，左侧电阻的电流
通过A棒的电流
通过B棒的电流
由于没有外接电源，总电流在上导轨处的代数和应为零，即
可得
进而可求通过B棒的电流
由于
所以
表示B棒中的实际电流方向是由下导轨流向上导轨，其大小则为
故选D。
13．电磁驱动是21世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。在日常生活中，摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。如图所示是磁性转速表及其原理图，永久磁铁随车轮系统的转轴转动，铝盘固定在指针轴上，与永久磁铁不固定。关于磁性式转速表的电磁驱动原理，下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力而转动
C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反
D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的
【答案】B
【来源】2025届北京市第四中学高三下学期零模物理试卷
【详解】AB．当永久磁铁随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁铁的磁场会对铝盘上的感应电流有力的作用，而产生一个转动的力矩，使指针转动，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，故A错误，B正确；
C．该转速表运用了电磁感应原理，由楞次定律知，铝盘磁场总是阻碍永久磁铁转动，要使减小穿过铝盘磁通量的变化，永久磁铁转动方向与铝盘转动方向相同，故C错误；
D．永久磁铁固定在转轴上，铝盘固定在指针轴上，铝盘和永久磁铁不是同转轴带动，所以两者转动不是同步的，故D错误。
故选B。
14．如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨AB、CD，导轨一端连接电阻R，导轨宽为L，垂直于导轨平面向下存在磁感应强度为B的匀强磁场，将一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨静止放置，用恒力F向右拉动导体棒，经过距离x导体棒恰好达到最大速度，则在此过程中（　　）
A．最大速度
B．通过导体棒的电荷量
C．从开始至速度最大所用的时间
D．回路产生的焦耳热
【答案】C
【来源】2025届海南省海口市高三下学期仿真考试物理试题
【详解】A．导体棒达到最大速度时，感应电动势
感应电流
此时，导体棒所受合力为0，则有
解得
故A错误；
B．感应电动势的平均值
感应电流的平均值
解得
故B错误；
C．根据动量定理有
其中，
结合上述解得
故C正确；
D．根据功能关系与能量守恒定律可知，回路产生的焦耳热
结合上述解得
故D错误。
故选C。
15．如图甲所示，两根水平放置的平行粗糙金属导轨左侧接有阻值的定值电阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小，导轨间距。一阻值、长度也为的金属棒放置在导轨上，在水平向右的拉力作用下由静止从处开始运动。金属棒运动的图像如图乙所示，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）
A．金属棒做匀加速直线运动
B．运动过程中，拉力做的功等于金属棒产生的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和
C．运动到处时，金属棒所受安培力的大小为
D．金属棒从起点运动到处的过程中，回路产生的焦耳热为
【答案】D
【来源】2025届甘肃省白银市靖远县多校高三下学期5月联考（三模）物理试题
【详解】A．由题图乙可知金属棒的速度随位移均匀变化，图线斜率
即金属棒做加速度增大的加速运动，A项错误；
B．运动过程中金属棒受拉力、安培力及摩擦力作用，金属棒做加速运动，动能增加，故拉力做的功大于金属棒克服安培力和摩擦力所做的功之和，B项错误；
C．由题图乙可知当时，金属棒的速度为，则金属棒产生的感应电动势
对应的感应电流
所受安培力的大小
C项错误；
D．由功能关系可知金属棒从起点运动到处的过程中，回路产生的焦耳热等于金属棒克服安培力所做的功，即
从题图乙中图线与轴围成的面积的物理意义可知
解得该过程回路产生的总焦耳热
D项正确。
16．一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　）
A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上
B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响
C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响
D．调换电源的正负极，不再有延时效果
【答案】B
【来源】2025届北京市西城区高三下学期二模物理试题
【详解】A．断开S瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，由楞次定律可知线圈B中感应电流的磁场方向向下，选项A错误；
B．若线圈B的两端不闭合，则断开开关时线圈B中不会产生感应电流，从而铁芯不会吸引衔铁D，则会对延时效果产生影响，选项B正确；
CD．改变线圈B的缠绕方向或者调换电源的正负极，断开开关时线圈B中都会产生感应电流，从而铁芯会吸引衔铁D，不会对延时效果产生影响，选项CD错误。
故选B。
17．某科技小组设计了一种发电机，并利用发电机对电路供电，此发电机的工作原理及供电电路如图甲所示。长为L的竖直导体棒可绕竖直轴在竖直面内匀速转动，空间内存在水平方向两个匀强磁场，磁感应强度大小分别为和、方向相反，俯视图如图乙所示，电路中接有阻值为的定值电阻。零时刻导体棒自图示位置开始按图示方向转动，转动的角速度大小为，转动半径为r（棒的粗细远小于半径r），不计导线及导体棒的电阻，导体棒转动过程始终与电路接触良好。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒转动一周的过程中，通过的电流方向始终为
B．导体棒转动一周的过程中，通过的电流方向先，后
C．导体棒转动一周的过程中，电阻产生的热量为
D．导体棒转动一周的过程中，电阻产生的热量为
【答案】D
【来源】2025届河南省部分学校高三下学期4月一模物理试题
【详解】AB．如图所示（俯视图）
设经过时间，棒转至图示P位置，时刻转至图示Q位置，由右手定则判断时刻通过的电流方向为，时刻电流方向为，故AB错误；
CD．棒在磁场中转动时产生的电动势为
同理可求出棒在磁场中转动时产生的电动势为
所以棒转动一周的过程中电动势e与时间t的关系图像如图所示
因而棒转动一周的过程中，其中
则电阻产生的热量为
故C错误，D正确。
故选D。
18．电磁炮的基本发射原理如图所示，宽度为L的两条平行金属导轨水平固定，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，带有弹体的金属杆垂直导轨放置，现给金属导体通上恒定电流I，经过一段时间t，弹体与金属杆的整体发射出去。已知弹体与金属杆的整体质量为m，金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．弹体的加速度大小为
B．金属杆与导轨间的摩擦生热为
C．弹体发射出去时的速度大小为
D．若金属导轨的电阻忽略不计，发射过程中消耗掉的电能为
【答案】B
【来源】2025届河北省秦皇岛市山海关区高三下学期毕业班第二次模拟考试物理试卷
【详解】AB．弹体与金属杆受到的安培力大小为
同时受到摩擦力为
根据牛顿第二定律
解得加速度为
由运动公式
金属杆与导轨间的摩擦生热为
联立解得
故A错误，B正确；
C．由运动公式
解得弹体发射出去时的速度为
故C错误；
D．若金属导轨的电阻忽略不计，根据能量守恒定律，发射过程中消耗的电能E等于弹体与金属杆的动能与摩擦生热之和。弹体与金属杆的动能
消耗的电能为
故D错误。
故选B。
19．如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　）
A．电源的电动势
B．导体棒的最大速度
C．时间内导体棒的位移大小
D．若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度
【答案】ABD
【来源】2025届山东省滨州市高三下学期二模物理试题
【详解】A．时刻，闭合开关，回路中的电流
对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨进行分析有
解得
故A正确；
B．时刻力的大小趋近于0，导体棒速度达到最大值时，回路总的电动势为0，回路中的电流为0，导体棒做匀速直线运动，则有
结合上述解得
故B正确；
C．时间内，对导体棒进行分析，根据动量定理有
根据欧姆定律有
其中
解得
故C错误；
D．对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨与导体棒构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有
此时回路总电动势为0，则有
结合上述解得
故D正确。
故选ABD。
20．如图所示，两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、未充电），金属棒水平放置，质量为，空间存在垂直轨道向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让沿导轨由静止开始释放，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为。则（　　）
A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动。
B．只闭合开关，电容器左侧金属板带正电
C．只闭合开关，金属棒下降高度为时速度为，则所用时间
D．只闭合开关，通过金属棒的电流
【答案】BCD
【来源】2025届广东省高三下学期高考信息卷物理试题
【详解】A．只闭合开关，对金属棒，根据牛顿第二定律有
又
整理得
其中导体棒速度v在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；
B．楞次定律可知电流方向N到M，可知电容器左侧金属板带正电，故B正确；
C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为v，在这个过程中对导体用动量定理有
又
联立解得
故C正确；
D．只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有
对导体棒，根据牛顿第二定律可
联立解得
故D正确。
故选BCD。
21．如图所示，间距为r的平行光滑金属导轨水平部分足够长，右端是在竖直平面内半径为r的圆弧，圆弧导轨底端与水平面相切，导轨的左端与阻值为R的电阻相连，整个导轨处在竖直方向的匀强磁场中（未画出），磁感应强度大小为B。现用外力将长度为r的导体棒由导轨顶端以恒定的速率v沿圆弧导轨运动，到达底端时立即撤去外力。导体棒的质量为m、电阻为R，导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，流过电阻R的最大电流为
B．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，导体棒产生的热量为
C．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，外力做的功为
D．导体棒沿水平导轨滑行的最大距离为
【答案】CD
【来源】2025届河南省名校联盟高三下学期5月第二次模拟考试物理试题
【详解】A．导体棒下滑过程产生的电动势为
其中为速度v与竖直方向的夹角，故产生的电动势的最大值为
根据闭合电路欧姆定律有
A错误；
B．下滑过程电动势的有效值为
则有
其中
解得
B错误；
C．根据功能关系有
解得
C正确；
D．根据动量定理有
又因为
联立解得
D正确。
故选CD。
22．如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成磁感应强度大小（，且为常量，t为时间）的磁场，在内部用三根对称绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为。下列说法正确的是（　　）
A．从上向下看，金属薄圆管中的感应电流沿顺时针方向
B．金属薄圆管的感应电动势为
C．金属薄圆管的热功率为
D．每根轻绳对金属薄圆管的拉力大小随时间不变
【答案】BD
【来源】2025届河南省部分重点高中高三下学期5月联合模拟考试物理试题
【详解】A．根据安培定则，可知螺线管内部磁场方向竖直向下，穿过金属薄圆管的磁通量向下逐渐增加，根据楞次定律可知，从上向下看，金属薄圆管中的感应电流沿逆时针方向，A错误；
B．由法拉第电磁感应定律可知，金属薄圆管的感应电动势
B正确；
C．由电阻定律可知，金属薄圆管的电阻
金属薄圆管的热功率
C错误；
D．根据左手定则可知，金属薄圆管各段所受的安培力方向指向圆管的轴线，则三根轻绳对金属薄圆管的总拉力大小始终等于金属薄圆管的重力，不随时间变化，D正确。
故选BD。
23．(24-25高三下·湖南怀化多校联考·三模)如图所示，两根等高光滑的半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定，在轨道左端连一阻值为R1的电阻，在轨道右端连一阻值为R2的电阻，已知R1=2R2=2R0，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为R0的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为t=0时刻），在变力F的作用下以初速度v0沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好，所有轨道均不计电阻，则（　　）
A．当时，金属棒中的电流大小为
B．从0时刻起到时，通过电阻R1的电量为
C．从0时刻起到时，电阻R1的发热量为
D．从0时刻起到时，外力F做功为
【答案】ACD
【来源】湖南省怀化市多校联考2024-2025学年高三下学期第三次模拟考试物理试题
【详解】A．设时刻金属棒与圆心的连线和水平方向的夹角为，则
产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可得∶金属棒中的电流大小
故当时，金属棒中的电流大小为
A正确；
B．根据
从0时刻起到时，故通过回路的总电量为
通过电阻的电量为
B错误；
C．通过上面的分析可知，回路内的电流为正弦交变电流，电流的最大值为，电阻的发热量为，
从0时刻起到时，电阻的发热量为
C正确；
D．从0时刻起到时，回路内的总发热量为
根据功能关系
D正确。
故选ACD。
24．如图所示，水平虚线、之间存在方向垂直于纸面向里、高度为的匀强磁场。在竖直平面内一个等腰梯形线框，底边水平，其上、下边长之比为5:1，高为。线框向下匀速穿过磁场区域（从进入，到离开），则（ ）
A．边始终不受到安培力的作用
B．线框穿过磁场的过程中，某段时间内回路没有电流
C．边进入磁场时回路电流方向为逆时针方向
D．边刚离开磁场时和刚进入磁场时线框所受安培力之比为4:1
【答案】CD
【来源】2025届广东省广州市某校高三下学期综合测试（三）物理试题
【详解】A．只要闭合回路磁通量变化产生感应电流，电流在磁场中就会受到安培力的作用，故A错误；
B．等腰梯形线框在穿过磁场的过程中，穿过闭合回路的磁通量始终是变化的，只要闭合回路磁通量变化就会产生感应电流，因此不存在某段时间内回路没有电流的情况，故B错误；
C．由右手定则可判定，当边进入磁场切割磁感线时，作为电源，产生的感应电动势的方向为由指向，电源内部电流由负极流向正极，回路中电流方向为逆时针方向，故C正确；
D．设边长度为L，线框速度为v，则边刚离开磁场时的有效切割长度为2L
由题意知，边刚进入磁场时线框所受安培力
由欧姆定律得
感应电动
同理，边刚离开磁场时线框所受安培力
各式联立得，，故D正确；
故选CD。
25．如图所示的光滑金属轨道由左、右两段足够长的轨道拼接而成，整个轨道固定在水平面内，左侧两平行导轨间距为，在上面搁置导体棒2（长度为，质量为，电阻为），右侧两平行导轨间距为，在上面搁置导体棒1（长度为，质量为，电阻为），导轨电阻不计，整个轨道所在的空间中有垂直于轨道平面的匀强磁场。现在给棒1一个初速度，它通过安培力带动棒2向右运动，运动过程中棒1、棒2均与导轨良好接触。下列说法正确的是（　　）
A．两棒一直做减速运动，最终速度为0
B．棒1和棒2的最终速度分别为和
C．两棒在运动过程中的同一时刻加速度大小不相等
D．整个过程中两棒上产生的焦耳热为
【答案】BD
【来源】2025届山东省临沂市临沭县高三下学期三模物理试题
【详解】A．根据题意，安培力会带动棒2向右加速运动，安培力使得棒1向右减速，最终两棒均做匀速直线运动，故A错误；
B．当两棒做匀速直线运动时有，此时回路中无电流，此即为两棒最终稳定状态，此时；
对棒1应用动量定理，得
对棒2应用动量定理，得
解得，，故B正确；
C．对棒1，由牛顿第二定律有
对棒2，由牛顿第二定律有
其中，因为两棒串联，所以每时每刻,所以解得，故C错误；
D．由能量关系有
解得
故D正确。
故选BD。
26．如图所示，半径r=0.5m的均匀金属圆盘D垂直固定在水平金属转轴上，圆盘中心位于转轴中心线上，不计转轴粗细。D盘处存在方向平行转轴向左、大小的匀强磁场。圆盘边缘和转轴分别通过电刷连接间距L=1m的水平平行金属导轨。导轨HI处用绝缘材料平滑连接，左侧接有电容C=0.5F的电容器，EG与绝缘点HI之间有方向竖直向下的匀强磁场，JK左侧、HI右侧区域有方向竖直向下、大小随x变化的磁场（x表示到JK的距离），变化规律满足（T）（x≥0），同一位置垂直于轨道方向的磁场相同，紧靠JK左侧附近放置质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω、边长d=0.5m的“]”缺边正方形金属框PP1Q1Q， 质量也为m=0.5kg的金属棒ab放置在HI的左侧EG处，其单位长度的电阻，保持金属圆盘按图示方向以ω=16rad/s的角速度匀速转动。不考虑电流产生的磁场影响，除已知电阻外其他电阻不计，忽略转动的摩擦阻力。
(1)单刀双掷开关S接通1时，电容器M板带正电还是负电荷，带电量多少；
(2)稳定后S接通2，金属棒ab到达HI前已达到稳定速度，求棒ab到HI过程中产生的热量；
(3)金属棒ab与缺边正方形金属框发生完全非弹性碰撞后，
①求碰后瞬间UPQ；
②金属框出磁场过程中，棒ab两端电压随x的关系。
【答案】(1)0.5C
(2)0.2J
(3)； （0.5m≥x≥0）
【来源】2025届浙江省z20名校联盟高三下学期模拟预测物理试题
【详解】（1） 由右手定则，单刀双掷开关S接通1时，电容器M板带正电。
感应电动势
电容器电荷量
（2）稳定后S接通2，金属棒ab到达HI前已达到稳定速度，由动量定理
联立得v=0.4m/s，Δq=0.4C ，
由能量守恒定律
棒ab到HI过程中产生的热量Q=0.2J
（3）
①金属棒ab与缺边正方形金属框发生完全非弹性碰撞 mv=2mv1
由闭合电路欧姆定律
②由动量定理
联立得
由闭合电路欧姆定律
（0.5m≥x≥0）
27．如图所示，圆弧导轨与水平导轨平滑相连，其末端GH处通过绝缘物质与倾斜金属导轨平滑连接，所有导轨间距均为，倾斜导轨与水平方向夹角为θ，倾斜导轨足够远处连接有电感为L的电感线圈。CD与EF间的导轨粗糙，宽度为d，其他导轨均可视为光滑。矩形ABCD区域、EFGH区域与倾斜导轨区域均存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。金属棒b静止在EFGH区域，金属棒a在圆弧导轨上与水平导轨间高度差为h的位置由静止释放，最终恰好停在EF边界处，此时金属棒b恰能从GH处滑入倾斜导轨。金属棒a与CD、EF间的粗糙导轨的动摩擦因数为μ，金属棒a的电阻为R，金属导轨与金属棒b的电阻均不计，金属棒a、b的质量均为m，长度均为，重力加速度取g。求：
(1)在金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小与金属棒b的加速度大小；
(2)金属棒a在离开ABCD区域后产生的焦耳热Q；
(3)金属棒b能沿倾斜导轨向下滑行的最大距离。（已知自感线圈的自感电动势，其自身的电阻为零）
【答案】(1)，
(2)
(3)
【来源】2025届东北三省四市教研联合体高三下学期高考模拟（二模）物理试题
【详解】（1）a棒从圆弧轨道滑下，由机械能守恒的
解得金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小为
a棒进入磁场瞬间，产生电动势和电流分别为，
所以b棒所受的安培力为
由牛顿第二定律得
解得金属棒b的加速度大小
（2）设金属棒a离开磁场ABCD区域时的速度为，此时金属棒b的速度为，金属棒a在CD、EF间做匀减速运动，可得
金属棒a穿越磁场ABCD区域中，a和b组成的系统满足动量守恒，则有
解得
此后，由能量关系可知，克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热，金属棒b此时的动能将全部转化为金属棒a的焦耳热，则有
（3）金属棒b恰能滑入斜轨，则在斜轨上初速度为0开始下滑，因为b棒与线圈组成的回路，直流电阻为零，所以必须满足
可得
所以棒开始运动后棒上电流与棒的位移成正比，则有
所以棒的运动方程为
可知金属棒做简谐运动，平衡位置时，
即
由简谐运动对称性可知，下滑最大距离为
28．如图所示，为水平面内固定的两条足够长、间距为L的平行直导轨，两导轨左端的连线垂直于两导轨，间接入一阻值为R的定值电阻，c、d是导轨上的两点且恰好构成一个正方形区域，在此区域内存在竖直向上的匀强磁场，P、Q是导轨上的两个小立柱，紧挨着立柱右侧放置一根长度为L、质量为m、电阻为R的金属棒，以PQ为边界的右侧导轨间存在水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的规律均满足（k为已知常数，)，从时刻开始对金属棒施加一水平向右的力F，使金属棒由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，已知导轨单位长度的电阻为，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。
(1)求回路中产生的感应电动势E；
(2)求回路中的感应电流I随时间t变化的关系；
(3)当力F达到最大值时，求力F的瞬时功率P。
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】2025届山西省晋城市高三下学期第三次模拟考试物理试题
【详解】（1）设穿过的磁通量为，则有
根据电磁感应定律
解得
（2）设时间内金属棒向右运动的位移大小为时刻回路中的总电阻为，则有
电路总电阻
根据欧姆定律
解得
（3）根据左手定则可知金属棒受到的安培力的方向竖直向下，设t时刻金属棒的速度大小为，则有
根据牛顿第二定律
解得
显然当时，有最大值，此时
力的瞬时功率
29．如图所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒垂直于导轨放置，接入电路电阻为，定值电阻阻值，电容器的耐压值足够大，初始时不带电，电源的电动势，内阻。将导体棒由静止释放，，取重力加速度。
(1)仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，求此时导体棒的速度大小；
(2)仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，求此时导体棒的速度大小；
(3)仅闭合开关，求导体棒最终稳定时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】2025届山东省实验中学高三下学期第二次模拟考试物理试题
【详解】（1）仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，则整个回路产生的总焦耳热为
根据能量守恒可得
解得此时导体棒的速度大小为
（2）仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，对导体棒由动量定理可得
其中
联立解得此时导体棒的速度大小为
（3）仅闭合开关，导体棒最终稳定时，有
回路总电动势为
感应电流为
联立解得
30．如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨PQO和P1Q1O在O点用绝缘材料连接（连接点大小不计），通过单刀双掷开关S与智能电源、定值电阻形成电路。导轨PQ与P1Q1平行，间距为2m；三角形QOQ1为等腰三角形，顶角∠QOQ1=74°。虚线aa′、bb′间距为1m且均与导轨PQ垂直，虚线与导轨围成的矩形和三角形QOQ1内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T。甲、乙为导体棒，甲静止在虚线aa′处，乙静止在虚线bb′右侧附近，虚线aa′到单刀双掷开关、虚线bb′到QQ1的距离均足够长，且虚线bb′到QQ1的导轨表面覆盖了光滑绝缘涂层。已知甲的质量为2kg、乙的质量为甲的k倍，甲棒接入电路的阻值和定值电阻的阻值均为4Ω，其余电阻不计。初始时开关S接1，智能电源使甲中的电流始终为1A；当甲滑过bb′时立即将开关改接2并保持不变，甲乙发生弹性碰撞后，甲可以向左滑过aa′（此时乙还未到达QQ1）。甲、乙都始终与导轨接触良好且平行于虚线aa′。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(1)求甲向右滑过bb′时的速度大小，以及甲向左滑过磁场的过程中通过定值电阻的电荷量；
(2)求满足题意的k的大小范围；
(3)分析判断（2）中k的范围能否确保乙向右滑过O点。
【答案】(1)2m/s，0.5C
(2)
(3)能
【来源】2025届陕西省西安市长安区高三下学期第三次模拟考试物理试题
【详解】（1）由题知，甲棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
由运动学公式有
解得
甲向左滑过磁场的过程中，乙还未到达QQ1，且虚线bb′到QQ1的导轨表面覆盖了光滑绝缘涂层，则甲作电源与定值电阻串联，易知总电阻
故通过定值电阻的电荷量等于通过回路的总电荷量为
（2）以向右为正，两棒发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有，
解得，
为使棒甲碰后向左滑动，显然应有
即
碰后甲向左穿过磁场，假定其可以滑过虚线aa′，令其滑到虚线aa′时的速度大小为，由动量定理有
解得
为满足题意应有
解得
综上所述
（3）乙在右侧磁场中运动时，甲已经离开左侧磁场，故此时乙作电源，甲与定值电阻并联，有
对乙在极短时间内，安培力冲量为
有
其中，是乙到达O点时的速度，
解得
若乙能滑过O点，显然应有
解得
显然（2）中k的范围是上述结果的子集，即（2）中所求k的范围能确保棒乙滑过O点。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题11 电磁感应
1．（2025·河南·高考真题）如图，一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时，沿N极到S极的方向看，下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2025·河南·高考真题）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　）
A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右
B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下
C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且
D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且
3．（2025·福建·高考真题）光滑斜面倾角为θ=30°，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等，均为B。正方形线框abcd质量为m，总电阻为R，同种材料制成且粗细均匀，Ⅰ区域长为L1，Ⅱ区域长为L2，两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放，cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，当cd边进入Ⅱ区域时的速度和ab边离开Ⅱ区域时的速度一致，则：
(1)求线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离；
(2)求cd边进入Ⅰ区域时cd边两端的电势差；
(3)求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。
4．（2025·浙江·高考真题）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选）
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大（1）中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱移接至接线柱
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
5．（2025·浙江·高考真题）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
1．如图所示，足够长光滑平行水平导轨所在空间，有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。导轨间距分别为和，质量为、电阻为的铜棒跨放在导轨上，同种材料、粗细相同的铜棒的长度是的两倍，两棒与导轨始终垂直且接触良好。若使棒获得一个大小为、水平向右的初速度，导轨电阻不计，则在两棒运动过程中（棒始终在宽度为的导轨上运动），下列说法正确的是（　　）
A．两棒组成的系统动量守恒，且最终速度相等
B．棒最终的速度大小为
C．棒产生的焦耳热为
D．棒克服安培力做的功为
2．电吉他的拾音器的简化结构如图甲所示，其原理是当琴手拨动被磁化的金属弦时，线圈中产生感应电流，电流通过放大器放大，然后经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时，在一段时间内，线圈中的磁通量与时间的变化规律如图乙所示（图像为正弦函数）。已知线圈的匝数为，则线圈中产生的感应电动势随时间的变化关系式为（　　）
A． B．
C． D．
3．(24-25高三下·江苏宿迁泗阳县·适考)如图所示，单匝矩形线圈ABCD在外力作用下向右匀速进入匀强磁场，则线圈进入磁场的过程中（　　）
A．线圈中产生逆时针方向的感应电流
B．AB边产生的焦耳热比BC边多
C．AB边通过的电荷量比BC边少
D．A、B间的电压比B、C间的大
4．著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　）
A．圆盘中的电流呈周期性变化特点
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
5．半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　）
A．，方向与速度方向相反
B．，方向垂直向下
C．，方向垂直向下
D．，方向与速度方向相反
6．如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒PQ，当导体棒PQ以一定初速度水平向右运动过程中，其速度v、加速度a、所受安培力、流过的电量q与运动时间变化关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，圆心为O、直径d=2m的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。金属杆PQ长度与导轨直径相等，单位长度电阻，PQ绕O点以角速度逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连，A是理想电流表，阻值R=8Ω的电阻和电容的电容器并联在电路中，圆形导轨与导线电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．流过电阻R的电流方向为
B．电流表的读数为2.5A
C．电容器的电荷量为9.6×10-10C
D．为了维持金属杆匀速转动，外力做功的功率为6.25W
8．如图所示，用一根漆包线绕成一个匝数为n匝，边长为L的正方形导线框abcd，形成一个闭合回路，导线框的总电阻为R，放在绝缘的光滑水平桌面上。现将导线框以垂直于边框ad的速度v，向左匀速拉入一边界与边框ad平行的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直桌面向下，磁感应强度为B，磁场宽度大于L。在导线框拉入磁场的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导线框中感应电流的方向为顺时针方向
B．导线框中产生的感应电动势大小为BLv
C．导线框所受安培力的大小为
D．整个过程中，通过导线框的电荷量为
9．国产电动汽车采用电磁式动力回收装置，可将部分动能转化为电能并储存。如图所示为该装置的简化模型，“日”字形的金属线框放在光滑的水平面上，各边长均为l，ab、cd、ef边电阻均为R，其余部分电阻可忽略不计。线框以速度v进入宽度为l的匀强磁场，最终恰好穿出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，边界与ab边平行，则线框（　　）
A．刚进磁场时，a端电势高于b端电势
B．刚进磁场时，a、b两点间电势差为
C．质量
D．穿越磁场过程中ab边产生的热量
10．如图所示，相距为d的足够长平行光滑金属导轨、与水平面间夹角为θ，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨上端接有一电阻。水平导体棒质量为m，以速度v沿导轨匀速下滑，棒与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，则（　　）
A．导体棒中电流方向为
B．回路中的电动势为
C．导体棒受到的安培力大小为
D．回路中的电功率为
11．如图所示，宽度为的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的定值电阻，不计导轨电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为；一根长为，电阻不计的导体棒放在导轨上，且与导轨保持良好接触。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过足够长的时间后，运动稳定，此时恒力的功率为，则水平恒力的大小为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，光滑平行的水平导轨ab、cd之间有垂直纸面向里的匀强磁场，导轨间距为L，电阻均为R、长均为L的金属棒A、B置于导轨上，与导轨接触良好，导轨左侧接了阻值也为R的定值电阻。现同时分别给A、B一个初速度vA、vB，且2vAA． B．
C． D．
13．电磁驱动是21世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。在日常生活中，摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。如图所示是磁性转速表及其原理图，永久磁铁随车轮系统的转轴转动，铝盘固定在指针轴上，与永久磁铁不固定。关于磁性式转速表的电磁驱动原理，下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力而转动
C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反
D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的
14．如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨AB、CD，导轨一端连接电阻R，导轨宽为L，垂直于导轨平面向下存在磁感应强度为B的匀强磁场，将一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨静止放置，用恒力F向右拉动导体棒，经过距离x导体棒恰好达到最大速度，则在此过程中（　　）
A．最大速度
B．通过导体棒的电荷量
C．从开始至速度最大所用的时间
D．回路产生的焦耳热
15．如图甲所示，两根水平放置的平行粗糙金属导轨左侧接有阻值的定值电阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小，导轨间距。一阻值、长度也为的金属棒放置在导轨上，在水平向右的拉力作用下由静止从处开始运动。金属棒运动的图像如图乙所示，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）
A．金属棒做匀加速直线运动
B．运动过程中，拉力做的功等于金属棒产生的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和
C．运动到处时，金属棒所受安培力的大小为
D．金属棒从起点运动到处的过程中，回路产生的焦耳热为
16．一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　）
A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上
B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响
C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响
D．调换电源的正负极，不再有延时效果
17．某科技小组设计了一种发电机，并利用发电机对电路供电，此发电机的工作原理及供电电路如图甲所示。长为L的竖直导体棒可绕竖直轴在竖直面内匀速转动，空间内存在水平方向两个匀强磁场，磁感应强度大小分别为和、方向相反，俯视图如图乙所示，电路中接有阻值为的定值电阻。零时刻导体棒自图示位置开始按图示方向转动，转动的角速度大小为，转动半径为r（棒的粗细远小于半径r），不计导线及导体棒的电阻，导体棒转动过程始终与电路接触良好。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒转动一周的过程中，通过的电流方向始终为
B．导体棒转动一周的过程中，通过的电流方向先，后
C．导体棒转动一周的过程中，电阻产生的热量为
D．导体棒转动一周的过程中，电阻产生的热量为
18．电磁炮的基本发射原理如图所示，宽度为L的两条平行金属导轨水平固定，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，带有弹体的金属杆垂直导轨放置，现给金属导体通上恒定电流I，经过一段时间t，弹体与金属杆的整体发射出去。已知弹体与金属杆的整体质量为m，金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．弹体的加速度大小为
B．金属杆与导轨间的摩擦生热为
C．弹体发射出去时的速度大小为
D．若金属导轨的电阻忽略不计，发射过程中消耗掉的电能为
19．如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　）
A．电源的电动势
B．导体棒的最大速度
C．时间内导体棒的位移大小
D．若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度
20．如图所示，两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、未充电），金属棒水平放置，质量为，空间存在垂直轨道向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让沿导轨由静止开始释放，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为。则（　　）
A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动。
B．只闭合开关，电容器左侧金属板带正电
C．只闭合开关，金属棒下降高度为时速度为，则所用时间
D．只闭合开关，通过金属棒的电流
21．如图所示，间距为r的平行光滑金属导轨水平部分足够长，右端是在竖直平面内半径为r的圆弧，圆弧导轨底端与水平面相切，导轨的左端与阻值为R的电阻相连，整个导轨处在竖直方向的匀强磁场中（未画出），磁感应强度大小为B。现用外力将长度为r的导体棒由导轨顶端以恒定的速率v沿圆弧导轨运动，到达底端时立即撤去外力。导体棒的质量为m、电阻为R，导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，流过电阻R的最大电流为
B．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，导体棒产生的热量为
C．导体棒沿圆弧导轨下滑过程中，外力做的功为
D．导体棒沿水平导轨滑行的最大距离为
22．如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成磁感应强度大小（，且为常量，t为时间）的磁场，在内部用三根对称绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为。下列说法正确的是（　　）
A．从上向下看，金属薄圆管中的感应电流沿顺时针方向
B．金属薄圆管的感应电动势为
C．金属薄圆管的热功率为
D．每根轻绳对金属薄圆管的拉力大小随时间不变
23．(24-25高三下·湖南怀化多校联考·三模)如图所示，两根等高光滑的半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定，在轨道左端连一阻值为R1的电阻，在轨道右端连一阻值为R2的电阻，已知R1=2R2=2R0，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为R0的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为t=0时刻），在变力F的作用下以初速度v0沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好，所有轨道均不计电阻，则（　　）
A．当时，金属棒中的电流大小为
B．从0时刻起到时，通过电阻R1的电量为
C．从0时刻起到时，电阻R1的发热量为
D．从0时刻起到时，外力F做功为
24．如图所示，水平虚线、之间存在方向垂直于纸面向里、高度为的匀强磁场。在竖直平面内一个等腰梯形线框，底边水平，其上、下边长之比为5:1，高为。线框向下匀速穿过磁场区域（从进入，到离开），则（ ）
A．边始终不受到安培力的作用
B．线框穿过磁场的过程中，某段时间内回路没有电流
C．边进入磁场时回路电流方向为逆时针方向
D．边刚离开磁场时和刚进入磁场时线框所受安培力之比为4:1
25．如图所示的光滑金属轨道由左、右两段足够长的轨道拼接而成，整个轨道固定在水平面内，左侧两平行导轨间距为，在上面搁置导体棒2（长度为，质量为，电阻为），右侧两平行导轨间距为，在上面搁置导体棒1（长度为，质量为，电阻为），导轨电阻不计，整个轨道所在的空间中有垂直于轨道平面的匀强磁场。现在给棒1一个初速度，它通过安培力带动棒2向右运动，运动过程中棒1、棒2均与导轨良好接触。下列说法正确的是（　　）
A．两棒一直做减速运动，最终速度为0
B．棒1和棒2的最终速度分别为和
C．两棒在运动过程中的同一时刻加速度大小不相等
D．整个过程中两棒上产生的焦耳热为
26．如图所示，半径r=0.5m的均匀金属圆盘D垂直固定在水平金属转轴上，圆盘中心位于转轴中心线上，不计转轴粗细。D盘处存在方向平行转轴向左、大小的匀强磁场。圆盘边缘和转轴分别通过电刷连接间距L=1m的水平平行金属导轨。导轨HI处用绝缘材料平滑连接，左侧接有电容C=0.5F的电容器，EG与绝缘点HI之间有方向竖直向下的匀强磁场，JK左侧、HI右侧区域有方向竖直向下、大小随x变化的磁场（x表示到JK的距离），变化规律满足（T）（x≥0），同一位置垂直于轨道方向的磁场相同，紧靠JK左侧附近放置质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω、边长d=0.5m的“]”缺边正方形金属框PP1Q1Q， 质量也为m=0.5kg的金属棒ab放置在HI的左侧EG处，其单位长度的电阻，保持金属圆盘按图示方向以ω=16rad/s的角速度匀速转动。不考虑电流产生的磁场影响，除已知电阻外其他电阻不计，忽略转动的摩擦阻力。
(1)单刀双掷开关S接通1时，电容器M板带正电还是负电荷，带电量多少；
(2)稳定后S接通2，金属棒ab到达HI前已达到稳定速度，求棒ab到HI过程中产生的热量；
(3)金属棒ab与缺边正方形金属框发生完全非弹性碰撞后，
①求碰后瞬间UPQ；
②金属框出磁场过程中，棒ab两端电压随x的关系。
27．如图所示，圆弧导轨与水平导轨平滑相连，其末端GH处通过绝缘物质与倾斜金属导轨平滑连接，所有导轨间距均为，倾斜导轨与水平方向夹角为θ，倾斜导轨足够远处连接有电感为L的电感线圈。CD与EF间的导轨粗糙，宽度为d，其他导轨均可视为光滑。矩形ABCD区域、EFGH区域与倾斜导轨区域均存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。金属棒b静止在EFGH区域，金属棒a在圆弧导轨上与水平导轨间高度差为h的位置由静止释放，最终恰好停在EF边界处，此时金属棒b恰能从GH处滑入倾斜导轨。金属棒a与CD、EF间的粗糙导轨的动摩擦因数为μ，金属棒a的电阻为R，金属导轨与金属棒b的电阻均不计，金属棒a、b的质量均为m，长度均为，重力加速度取g。求：
(1)在金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小与金属棒b的加速度大小；
(2)金属棒a在离开ABCD区域后产生的焦耳热Q；
(3)金属棒b能沿倾斜导轨向下滑行的最大距离。（已知自感线圈的自感电动势，其自身的电阻为零）
28．如图所示，为水平面内固定的两条足够长、间距为L的平行直导轨，两导轨左端的连线垂直于两导轨，间接入一阻值为R的定值电阻，c、d是导轨上的两点且恰好构成一个正方形区域，在此区域内存在竖直向上的匀强磁场，P、Q是导轨上的两个小立柱，紧挨着立柱右侧放置一根长度为L、质量为m、电阻为R的金属棒，以PQ为边界的右侧导轨间存在水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的规律均满足（k为已知常数，)，从时刻开始对金属棒施加一水平向右的力F，使金属棒由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，已知导轨单位长度的电阻为，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。
(1)求回路中产生的感应电动势E；
(2)求回路中的感应电流I随时间t变化的关系；
(3)当力F达到最大值时，求力F的瞬时功率P。
29．如图所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒垂直于导轨放置，接入电路电阻为，定值电阻阻值，电容器的耐压值足够大，初始时不带电，电源的电动势，内阻。将导体棒由静止释放，，取重力加速度。
(1)仅闭合开关，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为，求此时导体棒的速度大小；
(2)仅闭合开关，当导体棒下滑的时间时，电容器带电量为，求此时导体棒的速度大小；
(3)仅闭合开关，求导体棒最终稳定时的速度大小。
30．如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨PQO和P1Q1O在O点用绝缘材料连接（连接点大小不计），通过单刀双掷开关S与智能电源、定值电阻形成电路。导轨PQ与P1Q1平行，间距为2m；三角形QOQ1为等腰三角形，顶角∠QOQ1=74°。虚线aa′、bb′间距为1m且均与导轨PQ垂直，虚线与导轨围成的矩形和三角形QOQ1内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T。甲、乙为导体棒，甲静止在虚线aa′处，乙静止在虚线bb′右侧附近，虚线aa′到单刀双掷开关、虚线bb′到QQ1的距离均足够长，且虚线bb′到QQ1的导轨表面覆盖了光滑绝缘涂层。已知甲的质量为2kg、乙的质量为甲的k倍，甲棒接入电路的阻值和定值电阻的阻值均为4Ω，其余电阻不计。初始时开关S接1，智能电源使甲中的电流始终为1A；当甲滑过bb′时立即将开关改接2并保持不变，甲乙发生弹性碰撞后，甲可以向左滑过aa′（此时乙还未到达QQ1）。甲、乙都始终与导轨接触良好且平行于虚线aa′。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(1)求甲向右滑过bb′时的速度大小，以及甲向左滑过磁场的过程中通过定值电阻的电荷量；
(2)求满足题意的k的大小范围；
(3)分析判断（2）中k的范围能否确保乙向右滑过O点。
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