2025北京高三一模物理匯編

電磁感應(yīng)章節(jié)綜合

一、單選題

1.（2025北京西城高三一模）如圖所示，一根無(wú)限長(zhǎng)的通電直導(dǎo)線(xiàn)固定在光滑水平面上，一質(zhì)量為根的導(dǎo)

體圓環(huán)在該平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其初速度大小為vo,方向與導(dǎo)線(xiàn)的夾角為30。。已知距離導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)的磁感

應(yīng)強(qiáng)度越小，則導(dǎo)體圓環(huán)（）

A.做速度逐漸減小的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B.距導(dǎo)線(xiàn)的距離先增大后減小

C.產(chǎn)生的電能最多為0.25機(jī)外z

D.受到安培力的沖量最大為。.5洸%

2.（2025北京通州高三一模）如圖所示，在光滑水平桌面上，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的單匝均勻正方形金

屬線(xiàn)框.灰0,在水平拉力作用下，以速度v勻速進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。進(jìn)入過(guò)程中，線(xiàn)框〃邊與磁

場(chǎng)邊界平行，且線(xiàn)框平面保持水平。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3。在線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的

是（）

A.線(xiàn)框產(chǎn)生沿cfdfa方向的感應(yīng)電流

B.ad邊兩端的電壓

aa4

C.拉力做功為蘭包

R

D.而邊所受安培力始終為0

3.（2025北京海淀高三一模）如圖所示，彈簧上端固定、下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵正下方放置一個(gè)固定

在桌面上的閉合銅質(zhì)線(xiàn)圈。將磁鐵托起到某一高度后放開(kāi)、磁鐵開(kāi)始上下振動(dòng)。不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法

正確的是（）

—-

s

1

rN

A.磁鐵振動(dòng)過(guò)程中、線(xiàn)圈始終有收縮的趨勢(shì)

B.磁鐵振動(dòng)過(guò)程中、彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變

C.磁鐵遠(yuǎn)離線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈對(duì)桌面的壓力小于線(xiàn)圈的重力

D.磁鐵靠近線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈與磁鐵相互吸引

4.（2025北京東城高三一模）超導(dǎo)材料溫度低于臨界溫度心時(shí)，具有“零電阻效應(yīng)”和“完全抗磁性”?！巴?/p>

全抗磁性”即處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。實(shí)際上，處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體因材料的雜質(zhì)、

缺陷等因素也具有一定的電阻值，只是電阻值非常小。通常采用“持續(xù)電流法”來(lái)測(cè)量超導(dǎo)體在超導(dǎo)狀態(tài)下

的阻值，測(cè)量裝置如圖（a）所示。將超導(dǎo)體做成一個(gè)閉合圓環(huán)，放入圓柱形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中（磁鐵與

超導(dǎo)環(huán)共軸），用液氮進(jìn)行冷卻，進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)。撤去磁鐵，超導(dǎo)環(huán)中會(huì)有電流產(chǎn)生?！俺掷m(xù)電流法”是根據(jù)一

段時(shí)間內(nèi)的電流衰減情況計(jì)算超導(dǎo)體的電阻，通常情況下經(jīng)過(guò)幾十天的觀(guān)測(cè)，儀器均未測(cè)量出超導(dǎo)環(huán)中電

流的明顯衰減。某次實(shí)驗(yàn)中，用如圖（a）所示的霍爾元件（大小不計(jì)）測(cè)量超導(dǎo)環(huán)軸線(xiàn)上某處的磁感應(yīng)

強(qiáng)度8,測(cè)量數(shù)據(jù)如圖（b）所示，區(qū)域IV中磁場(chǎng)變化是因?yàn)橐旱獡]發(fā)導(dǎo)致超導(dǎo)體沒(méi)有浸沒(méi)在液氮中。已知

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為IZxlO-T,且方向沿超導(dǎo)環(huán)軸線(xiàn)方向。下列說(shuō)法正確的是（）

A.區(qū)域I中磁場(chǎng)是超導(dǎo)環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵磁場(chǎng)的矢量疊加的結(jié)果

B.區(qū)域n中的磁場(chǎng)迅速減小的原因是材料處于非超導(dǎo)態(tài)

C.區(qū)域III中超導(dǎo)環(huán)中電流在測(cè)量處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約l^xlO^T

D.撤磁鐵時(shí)，超導(dǎo)環(huán)中感應(yīng)電流在測(cè)量處的磁場(chǎng)與磁鐵在該處的磁場(chǎng)方向相反

5.（2025北京西城高三一模）如圖所示，P和Q是兩個(gè)相同的小燈泡，乙是自感系數(shù)很大的線(xiàn)圈，其電阻

小于燈泡的電阻，兩燈泡在以下操作中不會(huì)被燒壞。下列說(shuō)法正確的是（）

L

Q

A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，P燈先亮，Q燈后亮

B.開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后，兩燈的亮度相同

C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前后通過(guò)P燈的電流方向改變

D.開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，Q燈閃亮后熄滅

6.（2025北京門(mén)頭溝高三一模）如圖所示，空間中有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，和

PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。質(zhì)量為根的金

屬桿而與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金屬桿漏電阻為R,重力加速度為g。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，金屬桿M

由靜止自由下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再閉合開(kāi)關(guān)S。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，下列說(shuō)法正確的是（）

A.。點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)

B.導(dǎo)體棒做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)

C.安培力做正功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

D.當(dāng)下落高度為國(guó)咚時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，則金屬桿滴會(huì)立刻做減速運(yùn)動(dòng)

B4L4

7.（2025北京順義高三一模）如圖所示，鋁管豎直放置在水平桌面上，把一枚小磁體從鋁管上端管口放

入，小磁體不與管壁接觸，且無(wú)翻轉(zhuǎn)，不計(jì)空氣阻力。小磁體在鋁管內(nèi)下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是

（）

A.小磁體的機(jī)械能不變

B.小磁體做自由落體運(yùn)動(dòng)

C.鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力

D.小磁體動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量

8.（2025北京石景山高三一模）如圖所示，一充好電的平行板電容器放在光滑絕緣水平面上，兩極板垂直

于水平面，相距為L(zhǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦仁0時(shí)刻，將一長(zhǎng)度為工的導(dǎo)

體棒油垂直極板放在兩極板之間的水平面上，從靜止釋放，。時(shí)刻導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)圖中虛線(xiàn)位置時(shí)電流大小為

i（^0）,此時(shí)導(dǎo)體棒動(dòng)量變化率為鼠運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)體棒始終與極板接觸良好，不計(jì)一切摩擦。下列說(shuō)法正確

的是（）

XXXXXXX

IH++++++++—干1

a-」

X<XX;XXX

L

X<XX：XXX

b\、

XXXXXXX

A.0~〃時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動(dòng)量變化量一定大于劭

B.0~0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動(dòng)量變化量一定小于幼

C.左的方向水平向左

D.左的大小為遼

9.（2025北京石景山高三一模）近場(chǎng)通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線(xiàn)類(lèi)似一個(gè)壓平

的線(xiàn)圈。設(shè)每匝線(xiàn)圈面積為S,共有〃匝。若磁場(chǎng)垂直紙面向里通過(guò)此線(xiàn)圈且均勻增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)

間的變化率為七則線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和感應(yīng)電流的方向分別為（）

A.nkS,順時(shí)針B.kS,順時(shí)針

C.nkS,逆時(shí)針D.kS,逆時(shí)針

10.（2025北京豐臺(tái)高三一模）如圖1所示。一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框放在U形磁鐵的兩個(gè)磁極間，鋁框

和磁鐵均靜止，其截面圖如圖2所示。轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，下列說(shuō)法正確的是（）

8

圖1圖2

A.鋁框與磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，阻礙磁通量的變化

B.鋁框與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，轉(zhuǎn)速比磁鐵的轉(zhuǎn)速小

C.磁鐵從圖2位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋁框截面必cd感應(yīng)電流的方向?yàn)閍—d—c—Tj—a

D.磁鐵停止轉(zhuǎn)動(dòng)后、如果沒(méi)有空氣阻力和摩擦阻力，鋁框?qū)⒈３謩蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)

11.（2025北京朝陽(yáng)高三一模）如圖所示，兩個(gè)燈泡Ai和A2的規(guī)格相同，閉合開(kāi)關(guān)，穩(wěn)定后兩個(gè)燈泡正

常發(fā)光且亮度相同。下列說(shuō)法正確的是（）

A.閉合開(kāi)關(guān)瞬間，Ai、A2亮度相同

B.閉合開(kāi)關(guān)瞬間，M點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì)

C.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S,A2閃亮一下再熄滅

D.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S瞬間，M點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì)

二、實(shí)驗(yàn)題

12.（2025北京順義高三一模）用如圖所示的裝置做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。線(xiàn)圈A通過(guò)滑

動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線(xiàn)圈B的兩端連接到電流表上，把線(xiàn)圈A放入線(xiàn)圈B中。開(kāi)關(guān)閉合瞬

間，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。電路穩(wěn)定后，將線(xiàn)圈A向上拔出，電流表指針向偏轉(zhuǎn)。

三、解答題

13.（2025北京通州高三一模）如圖所示為導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平

方向固定，其間安放金屬滑塊（即實(shí)驗(yàn)用彈丸）?；瑝K可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接

觸。電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過(guò)滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源?；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成

的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射。在發(fā)射過(guò)程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2.0T。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距/=0.10m,滑塊的質(zhì)量=0.04kg,滑塊沿導(dǎo)軌滑行

x=6m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過(guò)程可視為勻加速運(yùn)動(dòng)）。

（1）求滑塊在發(fā)射過(guò)程中的加速度。的大小;

(2)求發(fā)射過(guò)程中電源提供的電流/的大?。?/p>

(3)若滑塊所在電路的總電阻為R=0.2。，試推導(dǎo)論證滑塊在發(fā)射過(guò)程中可視為勻加速運(yùn)動(dòng)的合理性。

14.(2025北京海淀高三一模)如圖所示，光滑水平面內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方

向如圖所示。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝導(dǎo)線(xiàn)框位于水平面內(nèi)，某時(shí)刻導(dǎo)線(xiàn)框以垂直磁場(chǎng)邊界的初速度v從

磁場(chǎng)左邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)。已知導(dǎo)線(xiàn)框的質(zhì)量為旭、電阻為R。求線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中

⑴感應(yīng)電流的最大值/;

(2)線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

(3)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱。

15.(2025北京海淀高三一模)如圖所示，光滑水平面內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為夙方

向如圖所示。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝導(dǎo)線(xiàn)框位于水平面內(nèi)，某時(shí)刻導(dǎo)線(xiàn)框以垂直磁場(chǎng)邊界的初速度v從

磁場(chǎng)左邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)。已知導(dǎo)線(xiàn)框的質(zhì)量為相、電阻為凡求導(dǎo)線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，求：

⑴感應(yīng)電流的最大值I；

(2)加速度的最大值a；

(3)流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量如

16.(2025北京海淀高三一模)尋求守恒量，是解決物理問(wèn)題的重要方法。

(1)如圖1所示，用細(xì)線(xiàn)懸掛的兩個(gè)完全相同的小球，靜止時(shí)恰能接觸且懸線(xiàn)平行、球心等高。把小球1向

左拉起一定高度〃后由靜止釋放，與小球2發(fā)生彈性正碰。已知重力加速度為g,求碰后瞬間小球2的速

度大小Vo

(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁彈射”裝置，并將其簡(jiǎn)化成如圖2所示的模型。在水平光滑導(dǎo)軌上，固定著兩個(gè)

相同的“載流線(xiàn)圈”，放置著三個(gè)質(zhì)量均為機(jī)的小磁鐵充當(dāng)“磁性彈頭”，彈頭2和彈頭3左側(cè)都非?？拷鼰o(wú)

磁性的、質(zhì)量均為根的彈性“圓柱”。彈頭和圓柱可以在水平導(dǎo)軌上沿軸線(xiàn)自由移動(dòng)，圓柱靜止時(shí)，其左端

恰好位于載流線(xiàn)圈圓心處。發(fā)射過(guò)程如下：彈頭1僅受載流線(xiàn)圈1施加的磁力作用從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，

通過(guò)碰撞將動(dòng)能傳給中間的彈頭2；彈頭2被載流線(xiàn)圈2加速，通過(guò)碰撞將動(dòng)能傳給彈頭3,彈頭3最終

彈頭可視為半徑為r,電流大小恒為人方向如圖2方框中所示的單匝細(xì)圓線(xiàn)圈，且r遠(yuǎn)小于載流線(xiàn)圈半

徑。所有碰撞均可視為彈性正碰，不考慮彈頭之間的磁力作用，相鄰兩線(xiàn)圈之間的距離足夠遠(yuǎn)，水平軌道

足夠長(zhǎng)。

a.標(biāo)出載流線(xiàn)圈1和載流線(xiàn)圈2中電流的方向。

b.已知彈頭1在載流線(xiàn)圈1處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的軸向分量以和徑向分量Bro求彈頭1在圖2方框

中所示情況下受到載流線(xiàn)圈1的作用力的大小凡

c.通過(guò)查閱資料得知：電流為人面積為S的單匝細(xì)圓線(xiàn)圈放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的外界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所具有

的“勢(shì)能”可表示為綜=TBScos。,，其中。為細(xì)圓線(xiàn)圈在軸向上產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外界勻強(qiáng)磁場(chǎng)之間的夾角。

已知載流線(xiàn)圈1和載流線(xiàn)圈2在各自圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為穌。求彈頭3理論上能獲得的速度

上限％

17.(2025北京西城高三一模)如圖為某種“電磁彈射”裝置的簡(jiǎn)化原理圖。在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩

根光滑的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌水平放置，一根導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為3,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)導(dǎo)體棒的質(zhì)量為相，電阻為R。開(kāi)關(guān)S接1,導(dǎo)軌與恒流源相連，回路中的

電流恒定為/,導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后速度增大為V。此時(shí)，將開(kāi)關(guān)S接2,導(dǎo)軌與

定值電阻&相連，導(dǎo)體棒開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)直至停止。不計(jì)導(dǎo)軌電阻及空氣阻力。

XXXgx

1

乙XR￡xxxXXX

恒/

流（7?0xxXXXXXX

xxXXXXXX

(1)開(kāi)關(guān)S接1后，求導(dǎo)體棒受到安培力的大小0及其加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

(2)開(kāi)關(guān)S接2后，求導(dǎo)體棒速度為0.5v時(shí)加速度的大小a-,

(3)求導(dǎo)體棒在加速運(yùn)動(dòng)階段及減速運(yùn)動(dòng)階段產(chǎn)生的焦耳熱。和

18.(2025北京門(mén)頭溝高三一模)某同學(xué)為運(yùn)動(dòng)員設(shè)計(jì)了一款能夠模擬室外風(fēng)阻的訓(xùn)練裝置，如圖甲所

示。兩間距為L(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌水平固定，導(dǎo)軌間連接一阻值為R的定值電阻。電阻為2R、質(zhì)量為機(jī)的

細(xì)直金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌等寬并接觸良好。運(yùn)動(dòng)員通過(guò)輕繩與金屬桿連接，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下。每次訓(xùn)練前，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌高度，使其與綁在運(yùn)動(dòng)員身上的輕繩處于同一水平

①定值電阻R兩端的電壓；

②輕繩拉力的功率；

(2)電路圖中僅更換一個(gè)器材，其工作原理就完全不同。若將甲電路圖中的電阻更換為電源，如圖乙所示，

電源電動(dòng)勢(shì)為E,電源內(nèi)阻不計(jì)。金屬桿由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

①求金屬桿的最大速度大?。?/p>

②當(dāng)金屬桿速度達(dá)到最大速度的一半時(shí)，求此時(shí)金屬桿的加速度大小。

19.(2025北京順義高三一模)如圖1所示，MN、尸0為兩根水平放置相距L=1.0m平行且光滑的金屬導(dǎo)

軌，兩點(diǎn)間接阻值R=2.00的定值電阻，一導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。/=。時(shí)刻

給導(dǎo)體棒施加歹=2.0N水平向右的恒力，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，f=2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的速度v=2.0m/s。已

知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3=LOT,方向豎直向上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量帆=0.2kg,不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒的電阻，

重力加速度g取lOm/s?。則在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，求：

v/(m-s-1)

(l)r=2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；

(2”=2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a,并在圖2中定性畫(huà)出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度u隨時(shí)間/變化的圖像；

(3)0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大小心

20,(2025北京石景山高三一模)如圖甲所示，導(dǎo)體棒放在光滑水平金屬導(dǎo)軌上，并垂直導(dǎo)軌。導(dǎo)軌

間距為左端固定阻值為R的電阻，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒質(zhì)量為相。勻強(qiáng)

磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為及現(xiàn)給導(dǎo)體棒"N—水平向右平行于金屬導(dǎo)軌的初

速度vo,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌始終保持良好接觸并與。尸平行。

(1)在圖乙中定性畫(huà)出導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v-t圖像，并求速度為v時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大小。；

(2)求從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止全過(guò)程中，在左端電阻尺上產(chǎn)生的熱量Q；

⑶求從導(dǎo)體棒MN開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止全過(guò)程中，通過(guò)左端電阻R的電荷量小

21.(2025北京豐臺(tái)高三一模)如圖所示，導(dǎo)體棒"放置在光滑的導(dǎo)線(xiàn)框上，線(xiàn)框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度3二

0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面。導(dǎo)體棒次?的長(zhǎng)度￡=0.4m,電阻r=0.1Q,以速度v=

5mzs向右勻速運(yùn)動(dòng)，電阻R=0.4Q,線(xiàn)框電阻不計(jì)。求：

a

d-x~X~X~X_~X~X

nXXXXXxvxX

R------->

UxXXXXXXX

XXXXXXXX

b

⑴導(dǎo)體棒〃。兩端的電壓U；

(2)導(dǎo)體棒ab所受安培力的大小產(chǎn)；

(3)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)1m的過(guò)程中，電阻H上產(chǎn)生的焦耳熱。。

參考答案

1.D

【詳解】AB.一無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最初導(dǎo)體圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向與直導(dǎo)線(xiàn)成30°

角，可將初速度沿平行于直導(dǎo)線(xiàn)和垂直于直導(dǎo)線(xiàn)的方向分解，沿導(dǎo)線(xiàn)方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由于電磁感

應(yīng)，導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，安培力的方向與導(dǎo)體圓環(huán)垂直于導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向相反，最終沿平行直導(dǎo)線(xiàn)

的方向勻速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)方向上速度減小，則導(dǎo)體圓環(huán)感應(yīng)電流減小，則所受安培力減小，這個(gè)方向做加速

度減小的減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可知導(dǎo)體圓環(huán)做速度逐漸減小的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，距導(dǎo)線(xiàn)的距離一直增大，

故AB錯(cuò)誤；

C.沿著導(dǎo)線(xiàn)方向的分速度匕=%cos30。

由能量守恒定律得導(dǎo)體圓環(huán)產(chǎn)生的電能為E電=

解得E電=0.125%%2

故C錯(cuò)誤；

D.垂直導(dǎo)線(xiàn)方向的分速度彩=%sin30。

垂直導(dǎo)線(xiàn)方向，根據(jù)動(dòng)量定理-/安=0-〃%

聯(lián)立可得導(dǎo)體圓環(huán)受到安培力的沖量最大為/安=0.5〃/

故D正確。

故選D。

2.C

【詳解】A.根據(jù)右手定則，可知線(xiàn)框產(chǎn)生的電流方向?yàn)椤?/p>

A錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)石=3Lv

根據(jù)歐姆定律可知，線(xiàn)框中的電流/=與=約

RR

ad邊兩端的電壓等于外電路的電壓，則有4,=八^尺=半

44

B錯(cuò)誤；

D2T2

C.由于線(xiàn)框勻速運(yùn)動(dòng)，則線(xiàn)框受力平衡，則有尸=3〃=三］

R

故拉力所做的功卬=用=互包

R

C正確；

D.湖邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁場(chǎng)對(duì)其有安培力的作用，當(dāng)線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，線(xiàn)框中沒(méi)有感應(yīng)電流，外邊的

安培力為零，D錯(cuò)誤。

故選C。

3.C

【詳解】根據(jù)題意可知，磁鐵靠近線(xiàn)圈時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增大，線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可

知，線(xiàn)圈有收縮的趨勢(shì)，線(xiàn)圈與磁鐵相互排斥，線(xiàn)圈對(duì)桌面的壓力大于線(xiàn)圈的重力；

磁鐵遠(yuǎn)離線(xiàn)圈時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減小，線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，線(xiàn)圈有擴(kuò)大的趨勢(shì)，

線(xiàn)圈與磁鐵相互吸引，線(xiàn)圈對(duì)桌面的壓力小于線(xiàn)圈的重力，整個(gè)過(guò)程中，由于線(xiàn)圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，即

有電能產(chǎn)生，由能量守恒定律，可知彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能會(huì)一直減小。

故選C。

4.C

【詳解】A.區(qū)域I中磁場(chǎng)是磁鐵磁場(chǎng)與環(huán)境磁場(chǎng)矢量疊加的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；

B.區(qū)域II中的磁場(chǎng)迅速減小的原因撤去磁鐵后磁場(chǎng)迅速減小，導(dǎo)致超導(dǎo)環(huán)中出現(xiàn)感應(yīng)磁場(chǎng)，所以逐漸減

小，并非是材料處于非超導(dǎo)態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.區(qū)域III中磁感應(yīng)強(qiáng)度約為2.7X107T,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為IZxlOYT,且沿著超導(dǎo)環(huán)軸線(xiàn)方

向，區(qū)域III中超導(dǎo)環(huán)中電流在測(cè)量處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為2.7X1O7T-L2X1OTT=L5X1OTT

故C正確；

D.根據(jù)楞次定律（增反減同）可知撤磁鐵時(shí)，超導(dǎo)環(huán)中感應(yīng)電流在測(cè)量處的磁場(chǎng)與磁鐵在該處的磁場(chǎng)方

向相同，故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.C

【詳解】A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，由于線(xiàn)圈的自感作用，線(xiàn)圈相當(dāng)于斷路，則P燈、Q燈同時(shí)亮，故A錯(cuò)誤；

B.線(xiàn)圈的電阻小于燈泡，則線(xiàn)圈與燈泡P并聯(lián)的電阻小于燈泡Q的電阻，則開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，線(xiàn)圈

與燈泡P并聯(lián)的電壓小于燈泡Q的電壓，所以燈泡Q比燈泡P亮，故B錯(cuò)誤；

C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，通過(guò)燈泡P的電流從左向右，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間，由于線(xiàn)圈自感作用產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙其電

流減小，與燈泡P組成閉合回路，流過(guò)燈泡P的電流從右向左，即開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前后通過(guò)P燈的電流方向改

變，故c正確；

D.開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，燈泡Q立即熄滅，故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.D

【詳解】A.根據(jù)右手定則可知，a點(diǎn)電勢(shì)低于6點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體棒受向上的安培力和向下的重力，若安培力大于重力，則加速度向上，則向下做減速運(yùn)動(dòng)，加速

則做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)；若安培力等于重力，則金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)；

若安培力小于重力，則加速度向下，則向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度為一—=g-尤

mmR

則做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.安培力方向向上，則安培力做負(fù)功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.當(dāng)下落高度為國(guó)答時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)安培力FiIL="幺=BL^>mg

BLRR

則金屬桿仍會(huì)立刻做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。

故選D。

7.C

【詳解】A.磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過(guò)程中，出現(xiàn)安培力作負(fù)功現(xiàn)象，從而

磁體的加速度小于重力加速度；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁體運(yùn)動(dòng)的速度越快，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)越大，所以受到的安培力也越大，所以磁體的加速度是逐漸減小的，磁體不是做勻加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)

誤；

BD.磁體在整個(gè)下落過(guò)程中，除重力做功外，還有產(chǎn)生感應(yīng)電流對(duì)應(yīng)的安培力做功，導(dǎo)致減小的重力勢(shì)

能，部分轉(zhuǎn)化動(dòng)能外，還要產(chǎn)生內(nèi)能，故機(jī)械能不守恒，且磁體動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量，故

BD錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題意可知，小磁體在鋁管內(nèi)下落的過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，則鋁管阻礙小磁體下降，由牛頓第三

定律可知，小磁體給鋁管向下的作用力，對(duì)鋁管受力分析，由平衡條件可知，桌面對(duì)鋁管的支持力大于鋁

管的重力，由牛頓第三定律可知，鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力，故c正確。

故選Co

8.A

【詳解】CD.以水平向右為正方向，對(duì)導(dǎo)體棒有B江△aAp

△p的方向水平向右；所以左=|孚1=2遼

上的方向水平向右，故CD錯(cuò)誤；

AB.0?〃時(shí)間內(nèi)，電容器帶電量逐漸減小，則流過(guò)導(dǎo)體棒的電流減小，平均電流大于力時(shí)刻的電流，所

以該過(guò)程中導(dǎo)體棒的動(dòng)量變化量一定大于公/,故A正確，B錯(cuò)誤。

故選Ao

9.C

【詳解】根據(jù)楞次定律可知線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E尸=n-A-SS。=nk，S。

故選Co

10.B

【詳解】AB.磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)鋁籠截面的磁通量增加，因此在鋁籠內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律

可知鋁籠受到安培力作用，導(dǎo)致鋁籠轉(zhuǎn)動(dòng)，為阻礙磁通量增加，則導(dǎo)致鋁籠與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但快慢

不相同，鋁籠的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵的轉(zhuǎn)速小，故A錯(cuò)誤B正確；

C.磁鐵從圖乙位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致通過(guò)鋁籠截面的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)?/p>

a—bTC—d一a,故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)磁鐵停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，如果忽略空氣阻力和摩擦阻力，由于鋁籠轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中仍然能產(chǎn)生感應(yīng)電流，所

以鋁籠會(huì)受到反方向安培力作用逐漸減速直到停止運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選B。

11.D

【詳解】AB.閉合開(kāi)關(guān)瞬間，由于自感線(xiàn)圈有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，阻礙電流增大，所以Ai逐漸變亮，而A2

立即變亮，Ai所在電路的電流方向?yàn)閺?到N,所以〃點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)，故AB錯(cuò)誤；

C.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S,Ai、A2與L、R構(gòu)成回路，L相當(dāng)于電源，因原來(lái)兩支路電流相等，所以不會(huì)出

現(xiàn)A2閃亮一下再熄滅的現(xiàn)象，Ai、A2都會(huì)逐漸熄滅，故C錯(cuò)誤；

D.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S瞬間，Ai所在電路的電流方向?yàn)閺腘-AI-A2-RTM,所以〃點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)電

勢(shì)，故D正確。

故選D。

12.右

【詳解】根據(jù)題意可知，開(kāi)關(guān)閉合，穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，且電流表指針向左偏轉(zhuǎn)；

電路穩(wěn)定后，將線(xiàn)圈A向上拔出，穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。

13.(l)a=7.5xl05m/s2

(2)7=1.5X105A

(3)見(jiàn)解析

【詳解】(1)滑塊在兩導(dǎo)軌間做勻加速運(yùn)動(dòng)r=2"

解得a=7.5xl()5m/s2

(2)根據(jù)牛頓第二定律，可知滑塊受到的安培力/=3〃"

解得/=1.5x105A

(3)滑塊在發(fā)射過(guò)程中可視為勻加速運(yùn)動(dòng)的情況下，若忽略滑塊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電源的電動(dòng)勢(shì)為

E=/R=3.0x104V

當(dāng)滑塊速度最大時(shí)，由于切割磁感線(xiàn)，滑塊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為石'=8〉=600丫

此時(shí)的E'為最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)對(duì)比可知電源電動(dòng)勢(shì)E遠(yuǎn)大于E',因此在加速過(guò)程中，滑塊產(chǎn)生的感

F-F'F

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可忽略不計(jì)，即滑塊受到的安培力F=BIl=B——1xB-l可看作定值。

KR

根據(jù)牛頓第二定律F=ma

可知滑塊視做勻加速運(yùn)動(dòng)是合理的。

⑶"一際

【詳解】(1)線(xiàn)框產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為E=

感應(yīng)電流的最大值/=4=華

(2)根據(jù)動(dòng)量定理，W-BILAt=mvl-mv

其中q=/A/=fAf

平均電動(dòng)勢(shì)為豆=絲

AtAt

B2￡3

聯(lián)立可得匕=v-

mR

⑶根據(jù)能量守恒可得線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱一舞

15.(1”=等

B2I}

(2)a=V

mR

Bf

(3)—

R

【詳解】（1）線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為

F

根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得感應(yīng)電流/="

R

則感應(yīng)電流的最大值為/=華

K

（2）線(xiàn)框受到的安培力為尸=8?

根據(jù)牛頓第二定律可得F=ma

解得加速度的最大值為。=更包

mR

（3）導(dǎo)線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，平均電動(dòng)勢(shì)為三=.BI3

AtAt

-Z7

平均電流為,=不

流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量為q=ZAr

聯(lián)立解得流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量為q=:

可得%=12gh

彈性碰撞過(guò)程中，以%的方向?yàn)檎较?，機(jī)械能和動(dòng)量均守恒%%=根匕+mv,1根詔=g根V：+^mv2

聯(lián)立可得v=%=12gh

(2)a.如圖

b.可將細(xì)圓線(xiàn)圈視為由許多小段通電直導(dǎo)線(xiàn)組成，所有小段通電導(dǎo)線(xiàn)在徑向磁場(chǎng)B,作用下安培力方向均向

右，將每一小段通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力求和，即為周長(zhǎng)為2力的細(xì)圓線(xiàn)圈(即彈頭)受到的總安培力可得

F=2兀丫叫

C.為使彈頭3獲得理論上的速度上限，應(yīng)將彈頭1放到左側(cè)足夠遠(yuǎn)處，且保證兩彈性圓柱也足夠長(zhǎng)。設(shè)彈

頭1運(yùn)動(dòng)到載流線(xiàn)圈1處的速度大小為匕，根據(jù)能量守恒可得O+OuFr/Bo+gw；

彈頭1與彈性圓柱之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后彈頭1和彈性圓柱的速度大小分別為“'和彩'，根據(jù)彈性碰撞

過(guò)程中，以匕的方向?yàn)檎较颍瑱C(jī)械能和動(dòng)量均守恒，則有〃叫=，皿'+根丫2'、mV\=WV12+mV2

,V

可得匕'=。，V2=1

即速度發(fā)生交換。同理，左側(cè)的彈性圓柱與彈頭2之間彈性碰撞后，速度也交換，彈頭2獲得速度匕繼續(xù)

向右運(yùn)動(dòng)。

與上述過(guò)程類(lèi)似，設(shè)彈頭2運(yùn)動(dòng)到載流線(xiàn)圈2處的速度大小為丫2,根據(jù)能量守恒可得

0+；mv^=一兀戶(hù)IB。+gmVj

接下來(lái)彈頭2與右側(cè)彈性圓柱交換速度、右側(cè)彈性圓柱與彈頭3交換速度，彈頭3獲得的最速度上限為

\A7tr-IBn

%=%=、-------

Vm

17.(1)F=BIL,t=——

ABIL

(2)2啾R+4)

IRmvmv2R

⑶BL'2(R+4)

【詳解】(I)開(kāi)關(guān)s接I后，導(dǎo)體棒受到安培力的大小FZ=B1L

根據(jù)牛頓第二定律有BIL=mai

,日BIL

得4=—

m

v

導(dǎo)體棒做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=—

得”幽

傳BIL

（2）開(kāi)關(guān)S接2后，當(dāng)導(dǎo)體棒速度為0.5v時(shí)，導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0.5或v

EBLv

回路中的感應(yīng)電流

A=R+&2(R+&)

R2T2

導(dǎo)體棒受到的安培力^=5^=--^

ZxK+AQJ

FR2/7）

根據(jù)牛頓第二定律，導(dǎo)體棒加速度的大小=而許

（3）開(kāi)關(guān)S接1后，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱?=1爾=等

DL

開(kāi)關(guān)S接2后，電路產(chǎn)生的焦耳熱

其中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱2=點(diǎn)。=余%

…*'②啖

EBEL

⑵①拓’②言

【詳解】（1）①當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在以速度v做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=

FF

由閉合電路歐姆定律，可知回路電流為/=看==.

R+2R3R

則電阻R兩端電壓為U=笈=與

②回路中電流I,則導(dǎo)體棒受到的安培力是=