龍當場理

電磁學模塊綜合集訓

1.（2025?八省聯(lián)考陜西卷）牙醫(yī)所用的口腔X射線機，需利用變壓器將電壓從220V升到96kV,

輸出電流為1.OmAo若將此變壓器視為理想變壓器，則（）

A.該變壓器的輸入功率為96kW

B.該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為11：4800

C.該變壓器的輸入電流約為0.4mA

D.該變壓器的功能主要是利用自感現(xiàn)象實現(xiàn)

答案：B

解析：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則該變壓器的輸入功率為尸|=02=/2。2=

1.0X10-3X96X103W=96W,A錯誤；根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，

MU1220V11、

該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比,=7=96（）00V=麗'B正確該變壓器的輸入電流為八=

P96

77=—A=0.44A,C錯誤；該變壓器的功能主要是利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)，D錯誤。

2.某同學為測定自感系數(shù)很大、阻值較小的線圈￡的直流電阻，設(shè)計了如圖所示的電路。

閉合開關(guān)8和S2,當電路達到穩(wěn)定后，讀出電壓表的示數(shù)。和電流表的示數(shù)/,然后斷開電

路，并根據(jù)所測量的U和1計算出線圈￡的直流電阻R。關(guān)于這個實驗的測量值和實驗后切

斷或拆除這個電路時的操作，下列說法中正確的是（）

A.測量值比真實值大

B.測量值應(yīng)等于真實值與電流表內(nèi)阻之和

C.測量后應(yīng)先斷開與后斷開S?

D.測最后應(yīng)先斷開S2后斷開SI

答案：D

解柝由圖可知電流表外接，電壓表測得L兩端的電壓是準確的，而電流表示數(shù)偏大，則由火

=彳可知測量值比真實值偏小，A錯誤由圖可知電阻的測量值是電感線圈與電壓表并聯(lián)的阻

值，與電流表內(nèi)阻無關(guān)，B錯誤；由于電路穩(wěn)定時L中有較大的電流通過，測量后若先斷開

S,,則由于自感現(xiàn)象L與電壓表形成回路，并使電壓表反接，可能對電壓表造成損壞，故應(yīng)

先斷開S2后斷開Si，C錯誤，D正確。

3.（2022?全國甲卷）空間存在著勻強磁場和勻強電場，磁場的方向垂直于紙面（xQy平面）句里，

龍當場理

電場的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場和磁場的作用下，從坐標原點。由靜止開

始運動。下列四幅圖中，可能正確描述該粒子運動軌跡的是（）

答案：B

解析：在xQy平面內(nèi)，電場的方向沿y軸正方向，故在坐標原點。靜止的帶正電的粒子在電

場力作用下開始向y軸正方向運動；最初帶正電的粒子速度方向沿y軸正方向，又磁場方向

垂直于紙面向里，根據(jù)左手定則可知，帶正電的粒子所受洛倫茲力沿x軸負方向，則粒子開

始向x軸負方向偏轉(zhuǎn)，故該粒子的運動軌跡的初始部分必然在第一象限，A、C錯誤。開始

一段時間內(nèi)，電場力對該粒子做正功，該粒子所受的洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，不

做功，但會一直改變該粒子的速度方向，則開始一段時間粒子的速度增大，且該粒子逆時針

偏轉(zhuǎn)；當速度方向變?yōu)檠豿軸負方向時，該粒子受到的洛倫茲力沿y軸負方向，此后粒子將

向），軸負方向偏轉(zhuǎn)，此過程電場力對該粒子做負功，該粒子速度減小由于勻強電場方向沿y

軸正方向，故x軸為勻強電場的等勢線，由動能定理可知，該粒子再次回到x軸時的速度剛

好為（），即其不會進入第三象限，此后將在第二象限重復(fù)上述運動，故B可能正確，D錯誤。

4.如圖所示，在直線上方空間有垂直于線框平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為6。頂角為

60°、電阻為R、半徑為￡的扇形線框繞。點以角速度。逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在連續(xù)轉(zhuǎn)功過程

中，線框中感應(yīng)電流的有效值為（）

\l2BL23

y[3BL23

答案：D

解析：線框進入磁場或出磁場時都會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有以以2,

2

EBML2

則此過程中線框中的感應(yīng)電流大小為/=一=一二,線框轉(zhuǎn)動一周有感應(yīng)電流產(chǎn)生的時間占總

R2R

2

龍當場理

時間的L則由有效值的概念可知八H?工=〃&7,解得線框中感應(yīng)電流的有效值/，=上=

33<3

758cM2

———,故D正確。

6R

5.（多選）如圖所示，蹄形磁體的磁極之間放置一個裝有導電液體的玻璃器皿，器皿中心和邊

緣分別固定一個圓柱形電極和一個圓形環(huán)電極，兩電極間液體的等效電阻為％=1.0Qo

在左邊的供電電路中接入一個磁流體發(fā)電機，間距為〃一（）.（）l（）m的平行金屬板A、B之間

有一個磁感應(yīng)強度為8=0.010T的勻強磁場，將一束等離子體以。=1.5Xl（Pm/s的速度

噴入磁場。已知磁流體發(fā)電機等效內(nèi)阻為&=3.0Q,定值電阻&）=2.0Q,電壓表為理

想電表。閉合開關(guān)S,導電液體流速趨于穩(wěn)定時，電壓表示數(shù)為1（）.0V,則（）

等離子體S

A.金屬板A帶正電

B.圖中導電液體沿順時針方向旋轉(zhuǎn)（從上往下看）

C.磁流體發(fā)電機的效率約為50%

D.導電液體旋轉(zhuǎn)的機械功率為9W

答案：BD

解析：根據(jù)左手定則可知，等離子體中的正離子向下偏轉(zhuǎn)，集聚到B板，則B板帶正電，A

錯誤；玻璃器皿中的導電液體的電流從中心電極流向邊緣電極，由左手定則可知，圖中導電

液體從上往下看沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，B正確；磁流體發(fā)電機電動勢E=&/o=15V,則回路中

U15—10（）

的電流/=，尸——--A=1A,發(fā)電機的路端電壓1—/&=15V—IX3.0V=12

催+R°3.04-2.0~

IU'U'12V

V,磁流體發(fā)電機的效率為,7=—X100%=—X100%=----X100%=80%,C錯誤；導電

IEE15V

液體旋轉(zhuǎn)的機械功率為PILM/U-ARMIXIO.0W-PX1.ow=9W,D正確。

6.電子感應(yīng)加速器是利用感生電場加速電子的設(shè)備，其加速區(qū)域簡化模型如圖所示，一個光

滑的環(huán)形真空室放置在磁感應(yīng)強度大小為反（按一定規(guī)律變化）、垂直紙面向外的磁場中，以O(shè)

為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強度大小為濟=依其中k為大于零的常數(shù)）、方

向垂直紙面向外的磁場。在f=0時真空室內(nèi)有一電子從4點由靜止釋放，電子做半徑為R（不變）

的圓周運動。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為皿運動過程中不變），R與「近似相等。卜.列說

法正確的是（）

3

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A.電子在真空室內(nèi)沿逆時針方向運動

B.電子沿切俄方向的加速度不斷增大

C.電子在軌道內(nèi)運動一周，動能增加以

D.D和囪應(yīng)時刻相等

答案:A

解析在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，垂直紙面向外的磁通量均勻增大，產(chǎn)生感生電場，其電場線是以0

為圓心的同心圓，由楞次定律可知，感生電場的方向為順時針方向，電子帶負電，其所受的

電場力與感生電場的方向相反，則電子沿逆時針方向運動，故A正確；由法拉第電磁感應(yīng)定

律知，沿電子軌道運動一周的感應(yīng)電動勢大小￡感=—八戶=輸戶,軌道處的電場強度E=

At

E威E檎krekr

—三產(chǎn)——,電子在軌道上運動時受到的電場力大小五￡=CE=—,沿軌跡切線方向的加

2n2nr22

速度大小見=二=竺，大小不變，故B錯誤電子在軌道內(nèi)運動一周，由動能定理有

m2m

耳，解得△曷=口，故C錯誤；沿徑向方向，由洛倫茲力提供向心力，得FB=CVBQ=

V2eB（｝rekr

m—,又，=R,可得線速度大小。=----,又。=皿，-=——，B]=kt,聯(lián)立可得3（）=一,故

Rm2m2

D錯誤。

7.（多選）如圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成〃角，兩導軌上端用一電阻R相連,

該裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，質(zhì)量為〃，的金屬桿"，以初速度為

從軌道底端向上滑行，滑行到某一高度力后乂返回到底端，若運動過程中，金屬桿保持與導

軌垂直且接觸良好，并不計金屬桿"的電阻及空氣阻力，則（）

A.上滑過程通過電阻R的電荷量等于下滑過程通過電阻R的電荷量

B.上滑過程中安培力的沖量比下滑過程安培力的沖量大

C.上滑過程通過電阻A產(chǎn)生的熱量比下滑過程多

D.上滑過程的時間比下滑過程長

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答案：AC

—A①E—

解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=—，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有/=一，又g=/A

AtR

△①

I，解得電荷量4==，上滑過程和下滑過程磁通量的變化量相等，則通過電阻火的電荷量

R

-居￡2vg2[2x

相等，A正確；根據(jù)沖量定義知安培力的沖量大小/安=5￡/f=-^一L]廣，則上滑過程

與下滑過程安培力的沖量大小相等，B錯誤；由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，行的機

械能不斷減少，經(jīng)過同一位置時下滑的速度小于上滑的速度，則上滑階段的平均速度大于下

滑階段的平均速度，而上滑階段的位移與下滑階段的位移大小相等，所以上滑過程的時間比

下滑過程短，D錯誤；下滑時桿受到的安培力小于上滑時在相同位置所受的安培力，所以上

滑過程金屬桿克服安培力攸功大于下滑過程克服安培力做功，故上滑過程中電阻R產(chǎn)生的熱

量大于下滑過程中產(chǎn)生的熱量，C正確。

8.(2024?貴州高考)如圖，邊長為L的正方形區(qū)域及矩形c慮/■區(qū)域內(nèi)均存在電場強度大

小為E、方向豎直向下且與邊平行的勻強電場，。■右邊有一半徑為?￡且與。.相切的圓

形區(qū)域，切點為。.的中點，該圓形區(qū)域與cd。.區(qū)域內(nèi)均存在磁感應(yīng)強度大小為8、方向垂直

紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子從6點斜向上射入電場后沿圖中曲線運動，經(jīng)cd邊的中點

進入c*/?區(qū)域，并沿直線通過該區(qū)域后進入圓形區(qū)域。所有區(qū)域均在紙面內(nèi)，粒子始終在該

紙面內(nèi)運動，不計粒子重力。求：

(1)粒子沿直線通過區(qū)域時的速度大?。?/p>

(2)粒子的電荷量與質(zhì)量之上；

(3)粒子射出圓形區(qū)域時速度方向與進入圓形區(qū)域時速度方向的夾角。

pP

答案：(1斤(2言(3)60°

解析：(1)設(shè)粒子沿直線通過c左/?區(qū)域時的速度大小為?！?粒子所帶電荷量為%由平衡條件

有qE=qVoB

E

解得V()=~o

B

(2)粒子從8點到cd邊中點的運動過程，可逆向看作從〃邊中點到6點的類平拋運動，設(shè)粒

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龍當場理

子的質(zhì)量為〃?，該過程中粒子的運動時間為,，加速度大小為4,由牛頓第二定律可得江=〃藺

由類平拋運動的規(guī)律，在垂直電場的方向有

L=vot

L\

在平行電場的方向有一=-(加

22

聯(lián)立解得粒子的電荷量與質(zhì)量之比2q=—E；。

mLB2

(3)粒子在圓形區(qū)域做勻速圓周運動，設(shè)粒子的運動半徑為&,由洛倫茲力提供向心力可得

vQ

qvoB=m~^

解得R=L

粒子在圓形區(qū)域中運動軌跡圖如圖所示，粒子沿圓形區(qū)域半徑方向射入，又沿圓形區(qū)域半徑

方向射出，設(shè)粒子射出圓形區(qū)域時速度方向與進入圓形區(qū)域時速度方向的夾角為圓粒子的

軌跡圓弧所對應(yīng)的圓心角為2"由幾何關(guān)系可知。=2。

與

由幾何關(guān)系tan，=1一

R

聯(lián)立解得a=60°。

9.(2022?海南高考)如圖，光滑的水平長直軌道放在勻強磁場中，磁場方向豎直向3磁感應(yīng)

強度大小為4=0.25T,軌道寬L=().4m,一導體棒長也為0.4m,質(zhì)量〃?=0.1kg,

電阻〃=0.05。，它與導軌接觸良好。當開關(guān)與。接通時，電源可提供恒定的1A電流，

電流方向可根據(jù)需要進行改變；開關(guān)與接通時，電阻R=0.05Qo若開關(guān)的切換與電流

的換向均可在瞬間完成，求：

(1)當開關(guān)與。接通，棒中電流由/流向N時，棒的加速度的大小和方向是怎樣的？

(2)當開關(guān)始終接〃時，要想在最短時間內(nèi)使棒向左移動4m而靜止，則棒的最大速度是多少？

(3)要想棒在最短時間內(nèi)向左移動7m而靜止，則棒中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

答案：(l)lm/s2水平向右

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(2)2m/s(3)0.4J

解析：(1)當開關(guān)與。接通,棒中電流由M流向N時，棒所受安培力大小為尸=3〃

由左手定則可判斷出安培力方向水平向右

由牛頓第二定律有/=〃地

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得棒的加速度大小為。=1m/s2,方向水平向右。

(2)當開關(guān)始終接。時，要想在最短時間內(nèi)使棒向左移動x=4m而靜止，導體棒應(yīng)該先向左

加速后向左減速；因電流大小恒定，則加