资源简介

科技情景-2025高考物理命题10种情景解读和
针对性训练
高考物理命题的十种情景解读和针对性训练
物理科考试注重将物理概念、物理规律与国家经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际紧密联系起来，通
过设置真实的问题情境，要求学生抓住情境的核心要素构建物理模型，考查学生灵活运用物理知识和方法解决实
际问题的能力，引导学生从“解题”向“解决问题”转变。物理科考试突出应用性，发挥考试引导教学的作用，引导
学生关心身边的物理问题，关注科学发展和社会进步，体会物理学在生产生活中的应用价值，激发学生学习物理
的兴趣，培养学生学以致用、知行合一的意识和躬身实践的能力。
情境是运用文字、数据、图表等形式，围绕一定主题加以设置的，为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目
标而提供的载体。情境的创设，是为激发学生的认知建构与素养表现搭建的平台，影响学生分析与解决问题的策
略与表现。通过对近年高考试题分析研究，物理高考命题情景可以归纳为六类。
情景六、科技情景
所谓科技情景，是指物理命题以科技为情景的试题，如国家重大科技工程 (大飞机、北斗导航系统、航空母舰、
高铁、电磁弹射、新能源、高压输电等)、古代科技等。物理学是科技的基础，以科技情境命题，遗漏了、有利于拉近
科技与中学物理的距离，有利于培养学生学科学、爱科学、钻研科学的意识。以科技情景命题，可以激发学生学科
学、爱科学、献身科学，有利于使学生体会到科学技术是第一生产力。
【高考典例】
1. (2024高考全国新课程卷第 15题)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车
可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小
车水平离开甲板时的动能变为调整前的 4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的
水平距离为调整前的 ( )
A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2倍 D. 4倍
2. (2024高考新课程卷)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动
磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如
图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过 90°时，线圈中 ( )
A. 电流最小 B. 电流最大
C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P
3. (2023高考北京卷) (10分)某种负离子空气净化原理如图所示．由空气和带负电的灰尘颗粒物 (视为小
1
球)组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器．在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速
度 v0保持不变．在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为 L，间距为 d．不
考虑重力影响和颗粒间相互作用．
(1)若不计空气阻力，质量为m、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U1；
(2)若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度 v方向相反，大小为 f= krv，其中 r为颗粒的半
径，k为常量．假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度．
a．半径为R、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U2；
b．已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为 10μm和
2.5μm的两种颗粒，若 10μm的颗粒恰好 100%被收集，求 2.5μm的颗粒被收集的百分比．
【针对性训练】
1. (2024江西赣州期末)如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平
行长直导线分别固定在正六边形的顶点 a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周
kI
围的磁感应强度B大小与电流 I、距离 r的关系式为B= (式中 k为常量)。设 a、b间距为 L，当六根
r
导线通有等大同向电流 I0时，其中 a处导线对 b处导线的安培力大小为F，则 ( )
kI
A. a处导线在O点产生的磁感应强度大小为 0
L
6kI
B. 六根导线在O点产生的磁感应强度大小为 0
L
C. a处导线所受安培力方向沿 aO指向O点
D. a F处导线对 d处导线的安培力大小为
2
2
2. (2024广东佛山 2月质检)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗过程中，来自质子源的质子 (初速度为
零)先被电场加速到具有较高的能量，然后被磁场引向轰击肿瘤，杀死其中恶性细胞，如图所示．若加速
电场可看成单个匀强电场，质子的加速长度为 L，加速的末速度为 v，质子质量为m，电荷量为 e，下列说
法正确的是 ( )
A. 质子在加速过程中电场力对其做正功，电势能减少
2
B. mv该加速电场的电场强度大小为E=
2eL
C. 若要提高质子飞出时的动能，可在其他条件不变的情况下提高加速电压
D. 质子击中肿瘤时的速度大于质子进入磁场时的速度
3. (2024河北部分高中期末联考) 离子电推引擎，是利用电场将处在等离子状态 “工作物质”加速后向后
喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也气体全无污染物排放，是环保型机器。引
擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子和电子，而后正离子飘人电极A、B之
间的加速电场 (正离子初速度忽略不计)，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推
力。已知A、B间的电压为U，单位时间内飘入加速电场的正离子数目为N，每个离子的质量为m、电荷
量为ne(其中n是正整数，e是元电荷)，则引擎获得的推力大小为 ( )
A. N 2nemU B. 2N nemU C. N 2nemU D. N nemU
2
4. (2024浙江宁波期末)磁悬浮原理如图甲所示，牵引原理如图乙所示 (俯视图)。水平面内，边长为 L的
正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反、大小均为 B。质量为m、总
电阻为R的矩形金属线框 abcd处于匀强磁场中，ab边长为 L。当匀强磁场沿直线向右以速度 v匀速运
动时，金属线框能达到的最大速度为 v0。已知线框运动时受到的阻力恒为 f，则 v0为 ( )
3
- fR - fR - fR fRA. v B. v C. v D. v-
4B2L2 3B2L2 2B2L2 B2L2
5. (2024广东惠州第三次调研)为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了 4台完
全相同的电磁缓冲装置，如图 (a)所示，图 (b)为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固
定着两光滑绝缘导轨MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁 (图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁
场，磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K内部用绝缘材料填充，外侧绕有 n匝闭合矩形线圈 abcd，其
总电阻为R，ab边长为 L。着陆时电磁缓冲装置以速度 v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈
与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨MN、PQ及线圈的 ad和 bc边足够长，返回舱质
量为m(缓冲滑块K质量忽略不计)，取重力加速度为 g，一切摩擦阻力不计。求：
(1)缓冲滑块K刚停止运动时，舱体的加速度大小；
(2)舱体着陆时 (即导轨MN、PQ刚触地前瞬时)的速度 v的大小；
(3)若舱体的速度大小从 v0减到 v的过程中，舱体下落的高度为 h，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生
的焦耳热Q。
6. (2024年 2月广东大联考)动能回收系统 (KineticEnergyRecoverySystem)是新能源汽车时代一项重
要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达 37%。
其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机
线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想
模型：线圈匝数为N，面积为 S，总电阻为 r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电
池组等效成一外部电阻R，则：
4
(1)若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？
(2)某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小
震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径
为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n 的线圈所处位置磁感应n1强度均为B0，线圈内阻及充电电路总电
阻为R0，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的
摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。
5
高考物理命题的十种情景解读和针对性训练
物理科考试注重将物理概念、物理规律与国家经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际紧密联系起来，通
过设置真实的问题情境，要求学生抓住情境的核心要素构建物理模型，考查学生灵活运用物理知识和方法解决实
际问题的能力，引导学生从“解题”向“解决问题”转变。物理科考试突出应用性，发挥考试引导教学的作用，引导
学生关心身边的物理问题，关注科学发展和社会进步，体会物理学在生产生活中的应用价值，激发学生学习物理
的兴趣，培养学生学以致用、知行合一的意识和躬身实践的能力。
情境是运用文字、数据、图表等形式，围绕一定主题加以设置的，为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目
标而提供的载体。情境的创设，是为激发学生的认知建构与素养表现搭建的平台，影响学生分析与解决问题的策
略与表现。通过对近年高考试题分析研究，物理高考命题情景可以归纳为六类。
情景六、科技情景
所谓科技情景，是指物理命题以科技为情景的试题，如国家重大科技工程 (大飞机、北斗导航系统、航空母舰、
高铁、电磁弹射、新能源、高压输电等)、古代科技等。物理学是科技的基础，以科技情境命题，遗漏了、有利于拉近
科技与中学物理的距离，有利于培养学生学科学、爱科学、钻研科学的意识。以科技情景命题，可以激发学生学科
学、爱科学、献身科学，有利于使学生体会到科学技术是第一生产力。
【高考典例】
1. (2024高考全国新课程卷第 15题)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车
可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小
车水平离开甲板时的动能变为调整前的 4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的
水平距离为调整前的 ( )
A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2倍 D. 4倍
解析 配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后做平抛运动，由平抛运动规律，
x= vt h= 1， gt2，解得 x= v 2h ，
2 g
1
动能变为调整前的 4倍，由动能公式 Ek= mv2，可知初速度 v为调整前的 2倍，由 x= v 2h 可知，小车在2 g
海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的 2倍，C正确。
【关键点拨】科技情景大多数是立足于中学物理的基础知识，只要根据题述情景，建立物理模型，利用相应物理
规律都可以顺利解答。
2. (2024高考新课程卷)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动
磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如
图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过 90°时，线圈中 ( )
1
A. 电流最小 B. 电流最大
C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P
参考答案 BD
解题思路 本题考查的考点：交变电流的产生、楞次定律
如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过 90°时，此时穿过线圈的磁通量为 0，线圈边垂直切割磁感线，磁
通量变化率最大，产生的感应电动势和感应电流最大，A错误B正确；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通
量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。D正确C错误。
3. (2023高考北京卷) (10分)某种负离子空气净化原理如图所示．由空气和带负电的灰尘颗粒物 (视为小
球)组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器．在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速
度 v0保持不变．在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为 L，间距为 d．不
考虑重力影响和颗粒间相互作用．
(1)若不计空气阻力，质量为m、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U1；
(2)若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度 v方向相反，大小为 f= krv，其中 r为颗粒的半
径，k为常量．假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度．
a．半径为R、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U2；
b．已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为 10μm和
2.5μm的两种颗粒，若 10μm的颗粒恰好 100%被收集，求 2.5μm的颗粒被收集的百分比．
【名师解析】：
(1)只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集。
L= v 10t，d= at2, qE=ma, E=U2 1/d
2
2d2= mv
2
联立解得：U 01 ,
qL2
(2)a。可把颗粒的运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向运动
颗粒在水平方向，L= v0t，
颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f= kRvmax，f= qU2/d
在竖直方向颗粒匀速下落， d= vmaxt
kRd2v
联立解得：U2= 0qL
b. q∞r2，10μm带电荷量 q的颗粒恰好 100%收集，
颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f= kRvmax，f= qU2/d
在竖直方向颗粒匀速下落， d= vmaxt
2.5μm的颗粒带电荷量为 q' = q/16，
1
颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f ' = k Rv'
4 max
，f ' = q'U2/d
设只有距离下极板为 d'的颗粒被收集，在竖直方向颗粒匀速下落， d' = v'maxt
联立解得：d' = d/4
2.5μm d'的颗粒被收集的百分比为 × 100%= 25%。
d
【针对性训练】
1. (2024江西赣州期末)如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平
行长直导线分别固定在正六边形的顶点 a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周
kI
围的磁感应强度B大小与电流 I、距离 r的关系式为B= (式中 k为常量)。设 a、b间距为 L，当六根
r
导线通有等大同向电流 I0时，其中 a处导线对 b处导线的安培力大小为F，则 ( )
kI
A. a处导线在O点产生的磁感应强度大小为 0
L
6kI
B. 六根导线在O点产生的磁感应强度大小为 0
L
C. a处导线所受安培力方向沿 aO指向O点
D. a F处导线对 d处导线的安培力大小为
2
【答案】ACD
【解析】
kI
根据几何关系可知，a、O间距为L，则 a处导线在O点产生的磁感应强度大小为BaO= 0 ，故A正确；L
根据右手螺旋定则结合对称性可知，a、d两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；b、e两处
3
导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；c、f两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向
相反；则六根导线在O点产生的磁感应强度大小为 0，故B错误；
根据方向相同的两根直线电流之间的安培力为吸引力，结合对称性可知，b、f两处导线对 a处导线的安培力
合力方向沿 aO指向O点；c、e两处导线对 a处导线的安培力合力方向沿 aO指向O点；d处导线对 a处导线
的安培力方向沿 aO指向O点；故 a处导线所受安培力方向沿 aO指向O点，故C正确；
根据几何关系可知，a、d间距为 2L，则 a处导线在 d点产生的磁感应强度大小为
Bad=
kI0 = 1 B
2L 2 ab
可知 a处导线在 d点产生的磁感应强度大小等于 a处导线在 b点产生的磁感应强度大小的一半，则 a处导线
对 d F处导线的安培力大小为 ，故D正确。
2
2. (2024广东佛山 2月质检)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗过程中，来自质子源的质子 (初速度为
零)先被电场加速到具有较高的能量，然后被磁场引向轰击肿瘤，杀死其中恶性细胞，如图所示．若加速
电场可看成单个匀强电场，质子的加速长度为 L，加速的末速度为 v，质子质量为m，电荷量为 e，下列说
法正确的是 ( )
A. 质子在加速过程中电场力对其做正功，电势能减少
2
B. mv该加速电场的电场强度大小为E=
2eL
C. 若要提高质子飞出时的动能，可在其他条件不变的情况下提高加速电压
D. 质子击中肿瘤时的速度大于质子进入磁场时的速度
【答案】ABC
【解析】
质子在加速过程中，速度增大，电场力对其做正功，电势能减少，故A正确；
根据动能定理有
eEL= 1 mv2
2
解得
mv2E=
2eL
故B正确；
eU= 1根据动能定理可知 mv2
2
则若要提高质子飞出时的动能，可在其他条件不变的情况下提高加速电压，故C正确；
质子进入磁场，洛伦兹力不做功，则质子的速度不变，所以质子击中肿瘤时的速度等于质子进入磁场时的速
度，故D错误；
4
3. (2024河北部分高中期末联考) 离子电推引擎，是利用电场将处在等离子状态 “工作物质”加速后向后
喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也气体全无污染物排放，是环保型机器。引
擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子和电子，而后正离子飘人电极A、B之
间的加速电场 (正离子初速度忽略不计)，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推
力。已知A、B间的电压为U，单位时间内飘入加速电场的正离子数目为N，每个离子的质量为m、电荷
量为ne(其中n是正整数，e是元电荷)，则引擎获得的推力大小为 ( )
A. N 2nemU B. 2N nemU C. N 2nemU D. N nemU
2
【参考答案】A
【名师解析】
时间 t内飘入加速电场的正离子质量
m0=Nmt
电荷量
q=Nnet
电场对离子加速，由动能定理有
qU= 1 m 2
2 0
v0
设在加速过程中引擎对离子的作用力大小为F，根据动量定理有
m v =F 0 0 t
解得
F =N 2nemU
由牛顿第三定律可知，引擎获得的推力大小
F=N 2nemU
故选A。
4. (2024浙江宁波期末)磁悬浮原理如图甲所示，牵引原理如图乙所示 (俯视图)。水平面内，边长为 L的
正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反、大小均为 B。质量为m、总
电阻为R的矩形金属线框 abcd处于匀强磁场中，ab边长为 L。当匀强磁场沿直线向右以速度 v匀速运
动时，金属线框能达到的最大速度为 v0。已知线框运动时受到的阻力恒为 f，则 v0为 ( )
5
- fR - fR fR fRA. v B. v C. v- D. v-
4B2L2 3B2L2 2B2L2 B2L2
【答案】A
【解析】
由于磁场以速度 v向右运动，当金属框稳定后以最大速度 v0向右运动，此时金属框相对于磁场的运动速度大
小为 v- v0，根据右手定则可以判断回路中产生的感应电动势E等于 ad、bc边分别产生感应电动势之和，即
E= 2BL(v- v0)
根据欧姆定律可得，此时金属框中产生的感应电流为
= E = 2BL(v-v0)I
R R
金属框的两条边 ad和 bc都受到安培力作用，ab边长等于L说明 ad和 bc边处于的磁场方向一直相反，电流
方向也相反，根据左手定则可知它们所受安培力方向一致，故金属框受到的安培力大小为
2
= 4B L
2(v-v )
F 2BIL= 0
R
当金属框速度最大时，安培力与摩擦力平衡，可得
F- f= 0
方程联立解得
fR
v0= v-
4B2L2
故选A。
5. (2024广东惠州第三次调研)为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了 4台完
全相同的电磁缓冲装置，如图 (a)所示，图 (b)为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固
定着两光滑绝缘导轨MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁 (图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁
场，磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K内部用绝缘材料填充，外侧绕有 n匝闭合矩形线圈 abcd，其
总电阻为R，ab边长为 L。着陆时电磁缓冲装置以速度 v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈
与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨MN、PQ及线圈的 ad和 bc边足够长，返回舱质
量为m(缓冲滑块K质量忽略不计)，取重力加速度为 g，一切摩擦阻力不计。求：
(1)缓冲滑块K刚停止运动时，舱体的加速度大小；
(2)舱体着陆时 (即导轨MN、PQ刚触地前瞬时)的速度 v的大小；
(3)若舱体的速度大小从 v0减到 v的过程中，舱体下落的高度为 h，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生
的焦耳热Q。
6
4n2B2L2( ) = v0 - ( ) = mgR【参考答案】 1 a g；2 v
mg 4n2B2L2
2 2 2
( m g R mgh3)Q= 1 m v20- +8 16n4B4L4 4
【名师解析】
【详解】(1)缓冲滑块K刚停止运动时，单个闭合矩形线圈产生的感应电动势为
E=nBLv0
回路电流为
I= E
R
返回舱所受单个闭合矩形线圈的安培力为
F安=nBIL
根据牛顿第二定律得
4F安-mg=ma
解得
= 4n
2B2L2v
a 0 - g
mg
(2)返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小
到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，直至舱体着陆时速度大小为 v，可得
E' =nBLv I' = E'， ， F'安=nBI'LR
由平衡条件可知
4F'安=mg
解得
= mgRv
4n2B2L2
(3)由能量守恒
mgh+ 1 mv2= 1 mv20 + 4Q2 2
解得
m2g2= 1 2- R
2
+ mghQ m v
8 0 16n4B4L4 4
6. (2024年 2月广东大联考)动能回收系统 (KineticEnergyRecoverySystem)是新能源汽车时代一项重
要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达 37%。
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其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机
线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想
模型：线圈匝数为N，面积为 S，总电阻为 r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电
池组等效成一外部电阻R，则：
(1)若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？
(2)某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小
震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径
为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n 的线圈所处位置磁感应n1强度均为B0，线圈内阻及充电电路总电
阻为R0，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的
摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。
(1)U= 2πnNBSR n
2 2 2 2
【参考答案】 ；(2)F= 1B0π D v0 2π+ sin tR r R0 t0
【名师解析】
(1)由线圈转动产生 交变电流电动势最大值为
Em=NBSω
由题意得，电动势的有效值为
E
E= m
2
由闭合电路欧姆定律，电池组获得的实际充电电压为
U= RE
R+r
又因
ω= 2πn
联立解得
U= 2πnNBSR
R+r
(2)电磁避震筒通过切割辐向磁场产生感应电流，其电动势表达式为
e=n1B0πDvy
由题图可知，阻尼线圈的切割速度函数表达式为
vy= v0sin 2π tt0
线圈中的总电流
i= e
R0
感应电流产生的安培力与运动方向相反且其大小为
8
F=n1B0iπD
联立解得
= n
2
1B
2π2D2v
F 0 0 sin 2π t
R0 t0
9

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