电磁感应 交流电-2025年高考物理二模试题分析与解答策略（新高考）解析版

专题11电磁感应交流电

楞次定律

变压器

远距离输电

感应电流的方向

1.（2025•四川南充・二模）如图所示，两条电阻不计的光滑平行导轨Aa和3FC与水平面成。角，平行导

轨间距为L一劲度系数为上的轻质弹簧一端固定在。点，弹簧中心轴线与轨道平行，另一端与质量为

m、电阻为r的导体棒相连，导轨一端连接定值电阻R,匀强磁场垂直穿过导轨平面ABC。，A3到。

的距离足够大，磁感应强度大小为稣，。点到。的距离等于弹簧的原长，导体棒从C。位置静止释放，

到达EF位置时速度达到最大，CD到EF的距离为d,导体棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度

为g,则下列说法正确的是（）

A.导体棒从CO到所过程中，流过定值电阻R的电流方向为A到B

B.导体棒从C。到所过程中，流过定值电阻R的电荷量为华

R

mQ（r+R\smO

C.导体棒到达EF时的最大速度为"—

D.导体棒从。到下滑到最低点的过程中导体棒与弹簧组成的系统机械能一直减小

【答案】AD

【详解】A.导体棒从CD到E尸过程中，由右手定则可知，通过CD棒电流方向为C到。，则流过定值

电阻R的电流方向为A到8,故A正确；

_A①

B.导体棒从到EE过程中，流过定值电阻式的电荷量.E后A<DBLd

7q==------/Xt=----------=------=------

r+Rr+Rr+Rr+R

故B错误；

C.最大速度时，导体棒合力为0,由平衡条件有〃+8〃=mgsin。

联立解得'=

故C错误；

D.导体棒从CD到下滑到最低点的过程中，安培力对导体棒一直做负功，故导体棒与弹簧组成的系统

机械能一直减小，故D正确。

故选AD。

2.（2025•山东枣庄•二模）如图所示，同一竖直面内的水平线“〃、防'把空间分成三个区域，回区域内的匀

强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为回区域内的匀强磁场垂直于纸面且均匀减小，回区域无磁

场。一单匝矩形金属线框由两条相同的橡皮筋悬挂在天花板上，水平边MN、尸。边分别处于团、团区域,

回区域内的磁场减小时橡皮筋伸直且无弹力，磁场减小为零后不再变化，线框第一次下降高度八时达到

最大速度%（未知），继续向下运动至与重合时，速度减小为零。每根橡皮筋的弹力都遵循胡

克定律，劲度系数为左，且始终处于弹性限度内，线框的质量为W总电阻为R,MN边长为L,重力加

速度为g,下列说法正确的是（

X,,

M_1_____

XXX

ITB

XXX

a--------------------a'

II

b--------------------b'

IIIpQ

A.回区域的磁场方向垂直于纸面向里

B.线框最终静止时MN边与加'重合

c.最大速度%的大小为（叫

D.线框开始运动后做简谐运动

【答案】AC

【详解】A.题意知团区域内的磁场减小时橡皮筋伸直且无弹力，可知MN受到的安培力竖直向上，左手

定则可知电流方向为M指向M由于国区域内的磁场减小，楞次定律可知回区域的磁场方向垂直于纸面向

里，故A正确；

B.线框第一次下降高度八时速度达到最大，则线框合力为0,线框继续向下运动，弹力增大，合力增大，

运动至MN与成/重合时弹力最大，合力最大，线框将会向上运动，所以线框不会最终静止时边与

重合，故B错误；

C.线框最大速度时，线框合力为0,由平衡条件有，"g=8〃+2M

因为/=警

联立解得%=咒2?」

故C正确；

D.线框在运动过程中，除了弹簧弹力和重力外，还受到安培力，安培力大小与速度有关，不满足简谐

运动回复力尸=-左（左为常数）的特征，所以线框不做简谐运动，故D错误。

故选AC。

3.（2025•陕西宝鸡・二模）在如图甲所示的电路中，电阻2«=&=2尺，圆形金属线圈的半径为（，电阻为

R,匝数为小半径为4亿＜4）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时

间/变化的关系图线如图乙所示，其余导线的电阻不计。闭合开关S,下列说法正确的是（）

A.流过电阻鸟的电流方向向下

B.%时刻，圆形金属线圈的磁通量为2"叫兀疗

C.电阻此两端的电压为等%

D.。~/。时间内，通过此上的电荷量为里迎

4R

【答案】AC

【详解】A.根据楞次定律可知，穿过线圈磁通量向里增加，则线圈中感应电流方向逆时针方向，则流

过电阻耳的电流方向向下，选项A正确；

B.%时刻，圆形金属线圈的磁通量为①=2稣.万戏=2万稣片

选项B错误；

C.感应电动势E=w殁力片=也也

2t0

rjTTKR

电阻&两端的电压为UR2=g=

选项c正确；

D.。~，。时间内，通过此上的电荷量为q=金

选项D错误。

故选ACo

4.（2025・四川成都•二模）四个完全相同的小灯泡L「L?、L>L,按图示电路连接，圆形区域内部存在垂直

纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间均匀增大。下列说法正确的是（

b

A.通过灯泡L?的电流方向为6到aB.灯泡L3的亮度逐渐增大

C.灯泡L2的亮度最暗D.灯泡L的亮度最亮

【答案】D

【详解】D.磁感应强度大小随时间均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电

流，L3与L4串联之后与L2并联，Li在干路上，电流最大，故Li最亮，D正确；

A.由楞次定律，通过灯泡L?的电流方向为a到b,A错误;

B.由上述分析可知，灯泡L3的亮度不变，B错误；

C.由上述分析可知，灯泡L3、L,的亮度最暗，C错误。

故选D。

5.（2025•青海海东•二模）电吉他是现代科学技术的产物，从外形到音响都与传统的吉他有着明显的差别。

电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当金属弦上下振动时,

在线圈中产生与弦振动情况对应的弱电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是

A.电吉他利用了自感现象

B.电吉他利用了互感现象

C.电吉他利用了电磁阻尼

D.当金属弦靠近磁体时，线圈。端的电势较高

【答案】D

【详解】AB.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，互感现象是一个线圈中

的电流发生变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象，在电吉他中，金属弦被磁化后，其上下振动使

穿过固定线圈中的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电流，属于电磁感应现象，磁化后的金属弦

在上下振动过程中没有被感应，所以不是利用了自感和互感的原理，AB错误；

C.根据上述分析可知，电吉他主要利用电磁感应原理工作的，C错误；

D.当金属弦靠近磁体时，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阻碍磁通

量的增加，与原来磁场方向相反，结合右手定则可知，感应电流从6流入线圈，从。流出线圈，。点的

电势较高，D正确。

故选D。

法拉第电磁感应定律

6.（2025・四川广安•二模）电磁感应是发电机的重要工作原理，如图甲所示，在边长为乙的正方形abed虚

线区域内，分布着方向垂直水平面向外的匀强磁场，电阻为R的圆形导体框放置在绝缘水平面上，其圆

心。点与湖边的中点重合，导体框恰好有一半处于磁场中。磁感应强度2随时同f的变化规律如图乙

所示，其中曲、历都是已知量。由于水平面粗糙，圆形导体框一直处于静止状态。则（）

A.历时刻通过导体框的电流大小为发工

16Rt0

B.0~h时间内通过圆形导体框任一横截面的电荷量为也：

327;

C.2.5%时刻，水平面对导体框的摩擦力大小为嘿;方向水平向右

16曲

3/B建

D.0~3%时间内圆形导体框中产生的焦耳热为

256曲

【答案】AC

【详解】AB.由图甲可知线圈的有效面积为5=卜弓）2=手

在0~2历时间内，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势的大小为E="="S佟咚=二"

XM2t0816t0

则为时刻通过导体框的电流大小为/=4=发:

R16Rt0

故A正确；

BO~fo时间内通过圆形导体框任一横截面的电荷量为q=I%=

故B错误；

C.2%~3历时间内，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小为笈=当="•乎=2/

W%88%

感应电流大小为厂=与=

R8私

2.5%时刻导体框所受安培力大小为尸=3/2=发《

2i6Rt0

根据左手定则可知，安培力方向水平向左，由于导体框一直处于静止状态，摩擦力与安培力平衡，可知

f-B就

」16Rt0

方向水平向右，故C正确；

2n2T42Q2T4o_2r>2r4

D.0~3历时间内圆形导体框中产生的焦耳热为。=/2氏2办+/'2Mo+=

12om0o4m0YZoKt^

故D错误。

故选AC«

7.（2025•黑龙江哈尔滨•二模）如图所示，处于同一水平面的光滑金属直导轨MN和PQ之间夹角为。=37。。

MP两点间距离为/。=2.0m,其间接有一阻值为R=0.2Q的电阻，其余电阻不计。空间存在方向竖直向

下的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T。一质量为〃?=0.2kg的金属棒演在水平外力作用下从MP处以初

速度%=5m/s向右运动，在运动x=4m的过程中通过R上的电流恒定不变。金属棒始终与MN垂直且与

导轨接触良好，sin37=0.6,则在此过程中可能正确的是（）

M

£N

xxxxxxxxxxxx

nxxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxx

Rxxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxx

M2送xxxxxxx-xx-

XX>r>^K^X><XXXX

XXXXXX>OT>S<XX

A.通过R的电流为5AB.通过R的电流为逐渐减小

c.金属棒的最小速度为2.0m/sD.金属棒的最小速度为5.0m/s

【答案】AC

【详解】AB.有效切割长度/=，o+xtan夕

导轨夹角6=37°,感应电动势为石=5•/・v

电流/」=岖±受处

RR

电流恒定需满足1•V=常数，即任意位置/•V=lovo

Blv0.1x10,.r一…、

电流/=-丁=-一=5A（恒定）

R0.2

则A正确，B错误。

CD.当x=4m时，/=2m+4x0.75m=5m

此时金属棒有最小速度，即v=g=2m/s

则C正确，D错误。

故选ACo

8.（2025•湖南常德•二模）如图所示是法拉第圆盘发电机，其圆盘的半径为r，圆盘处于磁感应强度大小为

Bi=B,方向竖直向上的匀强磁场中。圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨导轨间距为乙

其所在平面与水平面夹角为。，导轨处于磁感应强度大小为生,方向竖直向下的匀强磁场中。现用导线

把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻为R。在倾斜导轨上放

置一根质量为加，长度也为3电阻为2R的而导体棒，其余电阻不计。当圆盘以角速度。匀速转动时，

必棒刚好能静止在斜面上，则（）

A.从上往下看，圆盘顺时针方向转动

2

B."间电势差

6mgsm9R

C.若与大小、方向均可改变，导体棒始终保持静止状态时，与的最小值为

Br2a)L

D.若圆盘停止转动，必棒将沿导轨先匀加速下滑后匀速运动

【答案】AC

【详解】A.仍棒刚好能静止在斜面上，由受力可知，电流方向由。到6,故6端电势低于。端电势,

由右手定则可知，圆盘转动的方向（从上往下看）为顺时针方向，A正确;

B.由题可知，圆盘产生的感应电动势为E=

DR1

由闭合电路欧姆定律可知，间电势差为。"二寸二后二彳^产。

2R+1\3

故B错误；

C.若大小、方向均可改变，导体棒始终保持静止状态时，由平衡条件可得与mm〃=wgsin。

F

由闭合电路欧姆定律/=

圆盘产生的感应电动势为E=

联立解得B2的最小值为B2min=粤乎售

故c正确；

D.若圆盘停止转动，"棒沿导轨向下做切割磁感线运动，由油棒受力可知，棒先做变加速运动后做匀

速运动，D错误。

故选ACo

9.（2025•广东中山,二模）法拉第圆盘的装置结构可简化为图甲，一个半径为厂的匀质金属圆盘全部水平放

置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，在圆心。和圆盘边缘的A点之间接有一小灯泡，通过握

把带动圆盘在磁场中绕轴心。沿箭头所示方向转动，当角速度为。时，可观察到小灯泡发光。某同学改

变实验条件分别进行了如图乙、图丙的实验，其中图乙仅撤去了小灯泡：图丙撤去了小灯泡，且仅有阴

影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，其他条件不变。下列说法正确的是（）

A.图甲A点的电势大于。点的电势

B.图乙OA间的电势差大小为Bor-

C.图丙圆盘中没有感应电流

D.撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，则甲、丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘保持匀速转

动

【答案】D

【详解】A.将金属盘看作无数条由中心指向边缘的金属棒组合而成，当金属盘转动时，每根金属棒都

在切割磁感线，相当于电源，由右手定则判断可知，盘边缘为电源负极，中心为正极，所以A点的电势

小于。点的电势，故A错误；

B.图乙撤去了小灯泡，金属圆盘不构成回路，不产生感应电流，但当金属盘转动时，每根金属棒都在

切割磁感线，产生感应电动势，0A间的电势差大小等于感应电动势大小，为E=BVr=B?r=gB（or2

22

故B错误；

C.图丙仅撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中。当金属盘转动时，阴影处每根

金属棒都在切割磁感线，产生感应电动势，金属棒和没有在阴影区的金属盘组成回路，会产生感应电流，

故C错误；

D.撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，甲转动过程中灯泡消耗电能，圆盘产生焦耳热，因

此甲圆盘减速转动至静止。丙转动过程中，一半圆盘不切割磁感线，形成涡流，根据楞次定律可知，圆

盘处于磁场中的那部分会受到与转动方向相反的安培力而使圆盘停止转动，故丙圆盘减速转动至静止。

乙圆盘磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，圆盘不受安培力，因

此圆盘将匀速转动，故D正确。

故选Do

10.（2025•吉林长春•二模）如图，固定于水平面上的金属架CDE户处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒跖V

沿框架以速度V向右做匀速运动。［=0时，磁感应强度为综，此时到达的位置恰好使MDEN构成

一个边长为/的正方形。为使棒中不产生感应电流，磁感应强度8变化规律的图像为（）

【答案】D

【详解】为使MN棒中不产生感应电流,即经过时间/线圈的磁通量不变，有叫/=引（/+⑺

可得2=即一

1（1+vt）

即磁感应强度B与77工构成正比例函数关系。

（l+vt）

故选D。

11.（2025•河南信阳•二模）如图甲所示为一个由表面涂有绝缘漆的金属电阻丝制成的圆形线圈，AB和CD

是互相垂直的两个直径。在圆面内可以将甲线圈中C、。两点向圆心挤到一起，得到如图乙两个等大的

圆，也可以将甲线圈扭转变形为如图丙两个等大的圆。三个圆都处于垂直圆面的变化磁场中，磁场变

化率相同，则下列说法正确的是（）

甲乙丙

A.甲、乙线圈中感应电流之比为1回1B.乙、丙线圈中感应电流之比为1回1

C.丙、甲线圈中感应电流之比为1回2D.丙、甲线圈中感应电流之比为0

【答案】D

【详解】三个线圈的电阻相等，感应电流之比等于感应电动势之比。设图甲中半径为R,周长/=2成

面积为S=TTR2

图乙、丙中小圆的半径为「，根据/=2#=2・2加

得r=

图乙中两小圆面积和为邑=2・兀/=；欣2

设磁场变化率为等，则甲线圈中感应电动势为七=当E=考•欣2

乙线圈中感应电动势为&=竽邑=竽士成2

AfAr2

所以，可知甲、乙线圈中感应电流之比为¥=兽=9

/乙殳1

由磁通量的特点可知丙线圈中左右两圆中感应电动势相反，总感应电动势为零，即七=0。

故选Do

12.（2025・广东肇庆•二模）做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。

如图所示,某同学为了研究该现象,将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径为厂,

电阻为R。匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在时间f内从8均匀地减到零，求：

⑴1时刻该等效单匝线圈中的感应电动势;

⑵时间f内该等效单匝线圈中产生的热量。

【答案】（1）干

Rt

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有E=

At

可得单匝线圈的感应电动势E=0*二=巴国

tt

所以方时刻该单匝线圈中的感应电动势为1。

（2）由题意可得通过单匝线圈的电流/=£=Q

RRt

根据焦耳定律可。=外放

解得。=九至

Rt

法拉第电磁感应定律的应用

13.（2025•安徽•二模）如图所示，两根足够长的间距为/=lm的平行金属导轨与水平面成6=30。角，导轨

上放置并锁定两根长度均为/=lm,质量均为2根=2kg,电阻均为R=1Q的导体棒B、C,其中B棒位于

导轨顶端，导轨电阻不计，并处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为3=2T,在导

轨左上方某处将一质量为m=lkg的绝缘棒A以初速度%=6m/s水平向右拖出，A棒恰好沿导轨平面

与B棒发生弹性碰撞，开始时B、C棒均被锁定，A、B棒碰撞前瞬间解除锁定，已知B、C棒与导轨间

的动摩擦因数均为〃，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B棒与C棒相距足够远.重力加速度为^=10m/s2,

不计空气阻力，求：

（1）A,B棒碰后瞬间B棒的速度大小;

右

一

(2)右M3足够长时间后B棒的速度大小；

有

⑶若〃6一足够长时间后B棒的加速度大小以及安培力的冲量大小;

⑷若〃=立，且将C棒所在区域的磁场方向变为垂直导轨平面向下，大小仍为8,足够长时间后8棒

6

的速度大小.

4

【答案】(l)§m/s

2

(2)-m/s

54

(3)—m/s2—N-s

23

(4)—m/s

【详解】(1)由平抛规律知，A棒到达导轨时的速度匕=’」=2叵%

cos。3

A、B棒发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒有机匕=机巧'+2用"2，=1mv；2+1-x2mvf

解得吃=—^-v0=gm/s

(2)〃二立时，可得2Mgsin6=〃2机gcosM

3

故B、C棒组成的系统动量守恒有2加彩=2x2加3

解得匕=~^~vo=gm/s

(3)〃=立时，足够长时间后B、C棒速度相同，力口速度相同有力ngsin。—2〃ngcos6=2n^

6

解得a=V=gm/s2

42

在此过程中对B棒列动量定理有(2祖85足。-24叫85。)/-/安=2冽。共-艺)

对C棒列动量定理有(2mgsing-2〃帆gcos9»+/安=2mv^

联立解得/安=^^-mvQ=^N-s

(4)C棒所在区域磁场反向时，对B、C棒均有2mgsin9-24ngcos6-七=2加。

故B、C棒加速度相同；

则K+匕=%+2A",E=BI(^V+V),I=——,=BIl

BC2R

足够长时间后a=0

联立解得Av=普与~—v0

2B21290

副用AmgR2y/323

解传。=眩+加=不西？+丁%=jm/s

ZnZy1Z

14.（2025•陕西渭南•二模）如图所示，两足够长平行水平金属直导轨MN、尸。固定在同一水平面内，间

距L=L0m,水平直导轨的左端V、P点分别与两条间距也为乙的倾斜放置的金属直导轨绝缘平滑连接。

两倾斜导轨平面与水平面成30。，倾斜导轨的上端接电阻尺=0.080。整个导轨所在空间存在垂直于导

轨平面向下，磁感应强度大小3=0.2T的匀强磁场。质量为町=0.4kg、电阻《=0.04。的金属棒必静

止放置在水平直导轨上，距导轨左端d=L2m。质量为©=0-8kg、电阻&=0。2。的金属棒川从倾斜

导轨上距导轨底端x=3.0m处由静止释放，经t=1.2s到达倾斜导轨底端后无动能损失运动到水平导轨

上。两金属棒必、cd长度与导轨间距相等，运动过程中金属棒始终于导轨垂直且接触良好，不计其与

导轨摩擦，忽略导轨电阻。重力加速度大小g=10m/s2,求：

（1）金属棒加运动到倾斜导轨底端的速度大小及电阻R上产生的焦耳热；

⑵请根据题中数据分析，在以后运动过程中金属棒《/和仍能否发生碰撞；若能碰撞则碰后粘在一起,

求从释放金属棒〃后，金属棒〃上产生的最大焦耳热。

【答案】①为=4.5m/s,QR=3.12]

⑵能碰撞，1.58J

【详解】（1）对加棒下滑过程中根据动量定理有？gsin3（）oj-"B=%%

BLx

又下滑过程中通过cd棒的电量4=3下

A+/\2

由以上两式代入数据可解得%=4.5m/s

根据功能关系有ggxsin30°-Q=（利说

解得2=3.9J

又R上消耗的焦耳热为QR=1丁。=3・⑵

（2）金属棒加运动到倾斜导轨底端过程cd棒消耗的焦耳热为。二。=°78J

设两金属棒在水平轨道上不能相撞，则最后两者以相同速度V向右运动，由动量守恒有“%=（叫+?）丫

对金属棒仍在场内运动过程中，由动量定理有37乙4=叫f-0

且4=I't

联立解得通过回路的电荷量为q=黑

BL

—E—BL-Ax

又两棒在磁场中相对靠近的位移为Ax,有/£=一丁

R+RNt

BL-Ax

整理可得4=

联立以上各式并代入数据解得Ax=1.8m

因最初cd与ad棒相距d=1.2m<Ar=1.8m

所以两棒在水平导轨上发生碰撞

设a。、cd两棒在相撞前的速度为匕、匕，则由动量守恒有，%%=叫匕+?匕

o2T2T

对ab棒从开始运动到相撞过程有——=//

K十尺2

由以上两式解得匕=2m/s，v2=3.5m/s

分析两棒在相碰前在水平轨道上运动：

回路中总共产生焦耳热为Q',则由能量守恒有。'=g恤说-叫呼+1吸片J

代入数据解得。=2.4J

在此过程中cd棒产生焦耳热为2=J『Q'=0.8J

两棒相碰后粘在一起，共同运动，回路中再无感应电流，川棒上也不产生焦耳热。

综上所述Cd棒从释放开始最大产生焦耳热为Qmax=9+。2=L58J

15.（2025•辽宁辽阳•二模）如图所示，水平绝缘地面上固定一足够长的光滑U形导轨，空间存在垂直导轨

平面向下的匀强磁场。将质量为优的金属棒仍垂直放置在导轨上，在垂直于棒的恒定拉力尸作用下,

金属棒由静止开始向右运动，当金属棒的速度大小为v时，金属棒的加速度大小为。；当金属棒的速度

大小为2V时，金属棒的加速度大小为晟。已知金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，电路中除金属

棒以外的电阻均不计，下列说法正确的是（）

a

XXXX

X5X

XX

XXXX

b

A.F--ma

2

B.金属棒的最大速度为2V

C.金属棒的最大加速度为2〃

当金属棒的速度大小为2V时撤去拉力F，金属棒的减速距离为北

D.

a

【答案】AD

【详解】A.设匀强磁场的磁感应强度大小为8,金属棒的电阻为R,导轨间距为L当金属棒的速度

大小为v时，则有E=I=~,%=BIL=盟'

R安R

o2r2

此时金属棒的加速度大小为〃，由牛顿第二定律得尸-巴父=加〃

R

同理当金属棒的速度大小为2V时，金属棒的加速度大小为有F-BE2V=mg

2R2

联立解得尸=当做，八又互

2R

故A正确；

D2r2

B.设金属棒的最大速度为Vm，则有尸

R

解得%=3丫

故B错误；

C.当金属棒的速度为0时，金属棒的加速度最大，最大值为%=£F=一3a

m2

故C错误；

D.当金属棒的速度大小为2V时撤去拉力歹，撤去拉力后根据动量定理有加=0-m-2v

①

其中q=/A—f=-ABLx

4v2

联立解得了=

V

故D正确。

故选AD。

16.（2025•安徽•二模）如图甲所示，空间存在竖直向下，磁感应强度大小为2T的匀强磁场，绝缘水平桌

面上固定一间距为1m的光滑金属导轨，导轨的左侧接有阻值为1。的电阻R和理想二极管。。导轨上

放置长为1m,阻值为1Q的导体棒的，r=0时刻起仍棒在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图

乙所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则导体棒/两端

电压有效值为()

甲

A.亚VB.2VC.2A/2VD.4V

【答案】A

【详解】由图乙可知最大速度为2m/s,当导体棒向右运动时，根据楞次定律和安培定则可知，电流沿

逆时针方向，二极管导通，导体棒两端电压的最大值为=2V（0<f<2s）

当导体棒向左运动时，二极管截止，电路中没有电流，导体棒两端电压最大值

^=Em=BLvm=4V(2s</<4s)

(Uab、2(Uab、2

根据有效值的定义可得力。TFT效T

———x——|————x—=—xT

R2R2R

解得。有效=夙

故选Ao

17.（2025•甘肃•二模）如图所示，在水平地面上固定一个由永磁铁制成的、足够高的电磁槽，电磁槽中存

在由内向外的均匀辐向磁场（俯视图）。将一个材料相同、粗细均匀的金属圆环套在电磁槽中间的铁

芯上（俯视图、纵截面图），金属圆环单位长度的质量为人，单位长度的电阻为外,半径为现将

金属圆环从电磁槽底端某一位置以初速度”竖直向上抛出，发现经过一段时间后，圆环以半的速度匀

速落回抛出点。运动过程中，圆环始终在磁场区域内，且圆环平面始终保持水平，环心始终在铁芯轴

线上，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：

俯视图

⑴金属圆环所在位置处的磁感应强度的大小；

(2)从抛出到落回抛出点过程中，金属圆环中产生的焦耳热;

⑶从抛出到落回抛出点过程中，金属圆环运动的总时间。

【答案】(1)

32

(2)-^rm0v0

⑶券

2g

【详解】(1)圆环以段的速度匀速下落的过程中受力平衡，则有2)"w°g=8/.2仃

根据法拉第电磁感应定律则有E=B.2吟

E

由欧姆定律可知，感应电流为1T=^——

2几丫

联立解得2=

%

(2)根据能量守恒定律可知，从抛出到落回抛点的过程中金属环中产生的热量为

,,1_21c/、232

—•2^rm0v0=—7irm^Q

(3)以竖直向下的方向为正方向，金属环从底端上升到最高点的过程中，上升的最大高度为八,由动

量定理可得2%rmog4+17irBIxtx=O-(-2^rmovo)

E2"小卬iBh

其中"i=

271r飞2兀丫%

一

同理从最高点下落到底端的过程中则有271rmogt2^rBl2t2=0-(-2^rm0v0)

-Bh

其中12t2=——

%

联立解得f—善

2g

即从抛出到落回抛出点过程中，金属圆环运动的总时间等

2g

18.（2025•贵州贵阳,二模）电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全的辅助制动装置，其缓冲原理可简

化为如下情形：小车在平直公路上行驶时，小车内的某装置产生方向竖直向下的匀强磁场，水平地面

固定一矩形金属单匝线圈俯视图如图所示。已知线圈电阻为R,ab边长为L,山边长为2L。

当小车（无动力）水平通过线圈上方时，线圈与小车中的磁场发生作用，使小车做减速运动，从而实

现缓冲。已知小车的总质量为加，受到地面的摩擦阻力恒为了;小车磁场刚到线圈必边时速度大小为

%,当小车磁场刚到线圈〃边时速度减为零边未离开磁场），整个缓冲过程中流过线圈Med的

电荷量为4。下列描述正确的是（）

小车

A.小车磁场的磁感应强度大小为等

21}

B.小车磁场刚到线圈仍边时必边所受安培力大小为义华

2L2

C.小车磁场从线圈ab边到cd边所用的时间为2叫了夫

D.小车磁场从线圈ab边到cd边整个过程中线圈产生的焦耳热为1根说-2几

【答案】ACD

\①E

【详解】A.根据法拉第电磁感应定律、闭合回路的欧姆定律以及电流与电荷量的关系有七=竽，/=9,

△tR

q=IAt

联立解得4=绊BLx2L

R

可得B=

故A正确;

F

B.磁场刚进入线圈时，线圈/边切割磁感线，有£1=-,F=BIL

R

联立解得必边所受安培力大小为尸=坐上

A72

故B错误;

C.小车进入磁场到停下，以向右为正方向，根据动量定理得-或»，&=。一m%

贝U有一#一BLq=O-mvo

解得仁2叫£丁”

故C正确；

D.根据系统能量守恒可得gm说=。+八2乙

可得整个过程中线圈产生的焦耳热为。=；小%-2几

故D正确。

故选ACD。

19.(2025•福建•二模)如图所示，导体棒/、《/分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上，导轨间

距分别为4=lm、L2=2m,导轨电阻不计，所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为3=1T的

匀强磁场，ab、棒的质量分别为叫=02kg、?=0-4kg,两导体棒总电阻为A=5O,出?棒与导轨

间无摩擦，棒与导轨间的动摩擦因数〃=0.25。r=o时亥I],给导体棒次;一个大小为尸=1N,方向水

平向右的恒力作用，r=0.7s时川棒刚要滑动，再过一段时间后回路中电流大小为/。且保持恒定。已知

必棒距宽导轨足够远，〃棒所在导轨足够长，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，重力加速度

大小g取lOm/sz,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求:

(l)f=0.7s时，cd棒中电流的大小和方向；

(2)0~0.7s时间内，安培力对品棒的冲量大小；

⑶电流4的大小。

【答案】⑴0.5A,由d指向C

(2)0.2N-s

⑶3

【详解】（1）当t=0.7s时，对棒受力分析，由平衡条件=〃m2g

解得cd棒中电流的大小1=£笋=0.5A

由右手定则可知，棒中电流方向为由d指向c；

（2）/=0.7s时，油棒产生的感应电动势为E=BL|V

F

由欧姆定律/

R

代入数据解得v=2.5m/s

0~Q7s时间内，对ab棒受力分析，由动量定理/7-/安=W匕-。

解得/安=0.2N-s

（3）稳定后，电路中电流一定，由欧姆定律得E等效=2£]匕-2乙2V2=，（）R

再过4时间，出;棒、cd棒的速度变化量分别为公匕、AV2,则由瓦式匕+公峭-台右旧+小切=/。氏

联立可得乙公匕=La]

其中〃=当

a.L2

则二=十9=彳

a2L11

由牛顿第二定律巴1"&-2.。一一〃丐g

叫m2

2

代入数据解得/°=§A

20.（2025•湖南怀化•二模）间距为L的光滑平行金属直导轨，水平放置在磁感应强度大小为8、方向垂直

轨道平面向下的匀强磁场中。一质量为机、电阻值为R的金属棒MN静止垂直放在导轨之间，导轨右

侧足够长，左侧如图所示，已知电源可提供大小恒为/的直流电流，电阻片=与=氏，电容大小为C（初

始时刻不带电）。电路中各部分与导轨接触良好，导轨电阻不计且在运动过程中与始终与导轨垂

直，开关的切换可在瞬间完成。

M