2026版高考物理步步高大二轮 （培优版）考前特训热点9　电场含答案

2026版高考物理步步高大二轮（培优版）考前特训热点9电场[分值：42分][1~6题，每题4分，7~9题，每题6分]1.(2025·浙江1月选考·4)三个点电荷的电场线和等势面如图所示，其中d、e和e、f之间的距离相等，则()A.a点电势高于b点电势B.a、c两点的电场强度相同C.d、f间电势差为d、e间电势差的两倍D.从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等答案D解析电场线从高等势面指向低等势面，即电场线从题图中的正电荷指向负电荷，因此b点所在的等势面高于a点所在的等势面，A错误；a、c两点电场强度方向不同，电场强度不同，B错误；从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合U=Ed可知0<Ufe<Ued，则Ufd<2Ued，C错误；a点与f点在同一等势面上，则a、b两点和f、b两点的电势差相等，根据电场力做功W=qU，可知从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。2.(多选)(2025·河北卷·8)如图，真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B，带有等量同种电荷，电荷量为q，两者间距远大于小球直径，两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触，再跟B接触，移走C后，A和B之间的静电力大小仍为F，则Q∶q的绝对值可能是()A.1 B.2 C.3 D.5答案AD解析C先跟A接触后，两者电荷量均变为q1=Q+q2，C再跟B接触后，两电荷量均变为q2=q+q12=Q+3q4，此时A、B解得Q=q或Q=-5q；则Q∶q的绝对值可能是1或者5。故选A、D。3.(2025·贵州毕节市第一次诊断性考试)图甲为一段粗细均匀的绝缘材料制成的34圆环，使其均匀带电后，它在圆心处产生的电场强度大小为E。现将该34圆环裁掉A.23E B.12E C.2E D.答案C解析如图把材料按14圆分成均等份，假设圆环带正电荷，每一份产生的电场强度如图。由对称性可知，左边图中左上14圆环和右下14圆环在圆心处产生的电场强度等大反向，则右上14圆环产生的电场强度即为合电场强度E。题图乙中由平行四边形定则结合对称性得O点的电场强度E'=24.(2024·湖南卷·5)真空中有电荷量为+4q和-q的两个点电荷，分别固定在x轴上-1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是()答案D解析方法一从电场强度方向看电势的变化设x=x0处电场强度为0，此处E1与E2等大反向k·4q(x0+1)2=kqx020<x<1，电场强度方向向左，x增大，φ增大，x>1，电场强度方向向右，x增大，φ减小，故D正确。方法二电势叠加法根据点电荷周围的电势公式φ=kQr设x=x'处(x'>0)的电势为0，得k4q1+x'+解得x'=1故可知当0<x<13时，φ<0当x=13时，φ=0当x>13时，φ>0，故选D5.(多选)计算机键盘为电容式传感器，如图甲所示。每个键下面由相互平行且间距为d的活动极板和固定极板组成，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知只有该键的电容改变量不小于原电容的50%时，传感器才有感应，则下列说法正确的是()A.按键的过程中，电容器的电容减小B.按键的过程中，图丙中电流方向从b流向aC.按键的过程中，电容器两极板间的电场强度不变D.要使传感器发生感应，至少要将按键按下13答案BD解析根据电容表达式C=εrS4πkd，可知按键过程中，d减小，C增大，故A错误；由于电容器直接接在电源两端，故电容器两端电压U不变，因C增大，根据Q=CU，可知Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，故B正确；根据电势差与电场强度关系，有E=Ud，可知，由于U不变，按键过程中，d减小，故E增大，故C错误；令按键至少按下Δd距离，传感器才有感应，则此时电容C0=εrS4πk(d-Δd)，又因为C6.(2025·四川卷·3)如图所示，由长为R的直管ab和半径为R的半圆形弯管bcd、def组成的绝缘光滑管道固定于水平面内，管道间平滑连接。bcd圆心O点处固定一电荷量为Q(Q>0)的带电小球。另一个电荷量为q(q>0且q≪Q)的带电小球以一定初速度从a点进入管道，沿管道运动后从f点离开。忽略空气阻力。则()A.小球在e点所受库仑力大于在b点所受库仑力B.小球从c点到e点电势能先不变后减小C.小球过f点的动能等于过d点的动能D.小球过b点的速度大于过a点的速度答案B解析小球所受库仑力F=kQqr2，由于re>rb，则小球在e点所受库仑力小于在b点所受库仑力，故A错误；由于两小球带同种电荷，小球从a点到b点静电力做负功，动能减小，速度减小，可知小球过b点的速度小于过a点的速度，故D错误；从d点到f点静电力做正功，动能增大，电势能减小，可知过f点的动能大于过d点的动能，故C错误；从c点到e点静电力先不做动，后做正功，电势能先不变后减小，故7.(多选)(2025·山东济南市模拟)如图所示，边长为L的正方体ABCD-A1B1C1D1处于匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的正电荷，在外力作用下由A点依次经过B、B1、C1点。AB段运动中静电力做正功W，BB1段运动中克服静电力做功W，B1C1段运动中静电力做正功为W，取A点电势为0，则下列说法正确的是()A.匀强电场的场强大小为3B.A1点电势为WC.将该电荷移到CDD1C1中心，其电势能为-WD.匀强电场的方向从C指向A1答案ABC解析由题意可知沿AB、BB1、B1C1方向的电场强度分量分别为E1=WLq、E2=-WLq、E3=WLq，故匀强电场的电场强度大小为E=E12+E22+E32=3WLq，故A正确；因为BB1平行等于AA1，则有UBB1=UAA1=0-φA1，因为UBB1=-Wq，联立解得φA1=Wq，故B正确；由题意可知在外力作用下q由A点依次经过B、B1、C1点，静电力做的总功W总1=W-W+W=W=EpA-EpC1=0-qφC1，解得φC1=-Wq，电荷从A到B到B1，静电力做功W总2=W-W=EpA-EpB1=0-qφB1，解得φB1=0，因为AB1平行等于DC1，则有UAB1=UDC1=φD-φC1，联立解得φD=-Wq，则将该电荷移到CDD1C18.(多选)(2025·四川遂宁市二模)如图所示，在一粗糙绝缘水平面上有共线的O、M、N、P四点，一电荷量为+Q的均匀带电小球固定在O点，现有一质量为m、电荷量为+q的带电小金属块，从M点以初速度v0向右运动，到N点速度达到最大值vm，最后静止在P点。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，N、P间距离为L，静电力常量为k，重力加速度为g，带电体均可视为质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A.小金属块由M向P运动的过程中，电势能先增大后减小B.N、P两点间的电势差为mC.小金属块速度最大时距O点的距离为kqQD.从N到P的过程中，小金属块减少的动能等于系统增加的内能答案BC解析在小金属块由M向P运动的过程中，静电力的方向一直与运动方向相同，静电力做正功，电势能一直减小，故A错误；小金属块从N到P过程，由动能定理得qUNP-μmgL=0-12mvm2，解得N、P两点间的电势差为UNP=μmgL-12mvm2q=m(2μgL-vm2)2q，故B正确；由题意知，从M到N过程，金属块做加速运动，从N到P过程，金属块做减速运动，在N点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，设O、9.(多选)(2025·河南省部分学校联考)如图所示，竖直平面内有一光滑的圆形玻璃管道，管道圆心为O，半径为1.5m，管道半径远远大于玻璃管道内径。空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为4×106N/C。将小球置于玻璃管道最低点并给小球一个初速度，使小球刚好能在玻璃管道内做完整的圆周运动。小球的质量为0.03kg，电荷量为-1×10-7C。取管道圆心O处的电势为0，圆心O所在水平面为重力势能的零势能面，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是()A.小球运动的最小速率为5m/sB.小球具有的电势能最小为0.6JC.小球具有的机械能最小为0.15JD.小球对轨道的压力最大为2.5N答案CD解析小球受静电力为F电=0.4N，重力为G=0.3N，两个力的合力视为等效重力G'=0.5N，方向沿左下方与水平方向夹角为37°，当小球运动到等效最高点时速度最小，因管道对小球有支持力，可知到达“最高点”时小球运动的最小速率为零，A错误；小球运动到与圆心等高的左侧位置时电势能最小，则具有的电势能最小为Epmin=Erq=4×106×1.5×(-1×10-7)J=-0.6J，B错误；小球运动到与圆心等高的右侧位置时电势能最大，此时小球的机械能最小，小球从“最高点”到该点由能量关系得12mv2=mgrsin37°-qEr(1-cos37°)，解得12mv2=0.15J，因该点的重力势能为零，则小球在该点具有的机械能为0.15J，C正确；位于等效最低点时小球对轨道压力最大，小球从“最高点”到“最低点”由能量关系得mg'2r=12mv12，解得v1=10m/s，则该点向心力F向=mv12r=2N，故轨道对小球最大支持力为F=G'+F向=2.5N，由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力最大为FNmax=[分值：42分][1~6题，每题4分，7~9题，每题6分]1.(2025·江苏卷·3)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是()A.a点的磁感应强度大于b点B.b点的磁感应强度大于c点C.c点的磁感应强度大于a点D.a、b、c点的磁感应强度一样大答案B解析磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故可知Bb>Ba>Bc。故选B。2.(2025·北京卷·12)电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线向里的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向向左流动，圆管壁上的M、N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，M、N两点的电势差为U0。下列说法错误的是()A.N点电势比M点高 B.U0正比于流量QC.在流量Q一定时，管道半径越小，U0越小D.若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小答案C解析根据左手定则可知液体中正离子向下偏转，负离子向上偏转，故N点电势比M点高，故A正确；设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有U02rq=Bqv，同时有Q=Sv=πr2v，联立可得U0=2BQπr，故U0正比于流量Q，流量Q一定时，管道半径越小，U0越大，故B正确，C错误；若直径MN与磁场方向不垂直，则Q=3.(2025·甘肃兰州市诊断考试)如图所示，半径为R的刚性圆形线圈悬挂在弹簧测力计下端，通有adcba方向的电流，开始时与匀强磁场边界AB相切。现将线圈沿竖直方向缓慢上提，提起高度为0.4R时弹簧测力计的读数为F，提起高度为R时弹簧测力计的读数为2F，提升过程中电流大小恒为I。则磁感应强度大小为()A.FIR B.5F2IR C.答案B解析提起高度为0.4R时，根据几何关系，线圈受到安培力F1=BI×2×0.8R，根据左手定则判断，安培力方向向下，此时F-F1=mg，提起高度为R时，线圈受到安培力F2=BI×2R，此时2F-F2=mg，解得B=5F2IR4.(2025·广西南宁市二模)空间中有四根平行长直导线，四根导线恰好在正方形的四个顶点上，其截面图如图所示。若导线a、c中通有垂直纸面向里的电流I，导线b中通有垂直纸面向外的电流I，导线d中未通电，导线a中电流在d处产生的磁场的磁感应强度大小为B0。已知通有电流I的长直导线周围某点的磁感应强度大小B=kIr，式中k为常量，r为该点离直导线的距离，则dA.22B0 B.2BC.322B0 D.(2-1)答案A解析由题意知，a、c到d点的距离相等，则a、c中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小相等，即B2=B1=B0，由B=kIr可知，b中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小B3=12B0=22B0，如图所示，所以d处合磁场的磁感应强度大小B合=2B0-22B0=225.(2025·广东省两校联考三模)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造如图所示。粒子源S产生的各种不同正粒子束(速度可视为零)，粒子质量为m、带电荷量为q，粒子重力不计，经电压为U的加速电场加速后，从小孔N垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的M点。则下列说法正确的是()A.粒子从小孔N垂直于磁感线进入匀强磁场的速度大小为qUB.若粒子束q相同而m不同，则MN距离越大对应的粒子质量越小C.进入匀强磁场中的粒子只要MN距离相同，则粒子的比荷一定相等D.进入匀强磁场中的粒子只要MN距离相同，则粒子的电荷量一定相等答案C解析粒子在加速电场中做加速运动，由动能定理得qU=12mv2，解得v=2qUm，故A错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有qvB=mv2r，可得r=1B2Umq，所以MN=2r=2B2Umq，若粒子束q相同而m不同，MN6.(多选)(2025·广东珠海市等三地一模)托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，其内部产生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。图甲为该装置的简化模型，两个圆心相同、半径不同的圆环将空间分成无磁场的反应区和匀强磁场方向垂直于纸面向里的约束区。如图乙所示，一带电微粒沿半径方向从A点射入约束区并从D点返回反应区，运动轨迹恰好与约束区外边界相切。若该微粒经过B点时，与一静止不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，微粒所受重力均可忽略，下列说法正确的是()A.带电微粒带负电B.碰撞后，新微粒仍能从D点返回反应区C.碰撞前后微粒在磁场中做圆周运动的周期不变D.相比不发生碰撞时，碰撞后新微粒在磁场中受到的洛伦兹力变大答案AB解析根据题图乙，带电微粒受到的洛伦兹力方向指向圆心C，由左手定则可知，带电微粒带负电，故A正确；由于洛伦兹力提供向心力Bqv=mv2R，解得R=mvBq，可知偏转半径R与动量成正比，与电荷量成反比。由于碰撞过程动量守恒，电荷量不变，故偏转半径不变，新微粒仍能从D点返回反应区，故B正确；圆周运动的周期为T=2πRv=2πmBq，碰撞后微粒质量变大，电荷量不变，则周期变大，故C错误；碰撞过程动量守恒，则m1v=(m1+m2)v共，解得v共=m17.(多选)(2025·吉林长春市二模)如图，水平固定的平行带电极板M、N间距为d，板间产生匀强电场，电场强度大小为E，两板间同时存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，由两板间左侧中点P以初速度v0水平向右射入两极板间，该粒子恰好沿直线运动。仅将粒子初速度大小调整为2v0，发现粒子由Q点(Q点未标出)沿水平方向射出两极板间的区域。不计粒子重力，下列说法正确的是()A.M板带正电，N板带负电B.粒子速度v0=EC.Q与P一定在同一水平线上D.d的大小可能等于3答案BC解析粒子恰好沿直线运动，可知粒子所受静电力和洛伦兹力等大反向，则有qv0B=qE，解得v0=EB，由左手定则可知，粒子所受洛伦兹力竖直向下，则静电力竖直向上，由于粒子带正电，可知电场方向竖直向上，则N板带正电，M板带负电，故A错误，B正确；当射入速度大小为v0时粒子做匀速直线运动，由此可知，可将2v0分解为水平向右的v0和v1，则满足v0+v1=2v0，即v1=v0，可知，粒子一个分运动为以初速度v0向右匀速直线运动，另一个分运动为以速度v0在竖直平面内做圆周运动，设其半径为r，则有qv0B=mv02r，解得r=mv0qB，P点为粒子轨迹最高点，只有当粒子运动至轨迹最高点时，其才能沿水平方向射出两极板间的区域，此时速度沿水平方向向右，可知Q点与P点在同一水平线上，能射出两板间区域，可知d≥4r=4mv8.(多选)(2025·湖南省模拟)如图所示，ba和bc为两磁场区域的分界线，区域Ⅰ为等腰直角三角形abc，ab=bc=2L。在a、c所在直线放置一无限长弹性挡板，粒子撞上挡板后速度大小不变，方向相反，带电荷量不变。区域Ⅱ为足够大磁场区域，两区域磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外和向里，d、e两点为ab和bc的中点。从d点平行ac向右射出一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，粒子恰好能从b点射出Ⅰ区域，不计粒子重力。下列说法正确的是()A.粒子从射出至回到d点的时间为3πB.粒子从射出至到达c点的时间为11πC.粒子第N次撞挡板，撞击点到a点的距离为2NLD.若粒子射出时的速度减半，粒子将不能达到c点答案BC解析粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力得qvB=mv2r，可得T=2πrv=2πmqB，粒子从射出至回到d点的轨迹如图甲所示，由图可知，粒子从射出至回到d点的时间为t=T4+3T4+T4粒子从射出至到达c点的轨迹如图乙所示，由图可知粒子从射出至到达c点的时间为t=T4+3T4+T4+T4+3T4+T4+T根据几何关系可得粒子在磁场中的轨道半径为r=22L，由图可知粒子第N次撞挡板，撞击点到a点的距离为Δx=N·2r=2NL，故C若粒子射出时的速度减半，则粒子在磁场中的轨道半径减半，如图丁所示，由图可知，粒子能达到c点，故D错误。9.(多选)(2025·河北卷·10)如图，真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定，间距为d，M板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与OP的夹角θ=60°时，粒子恰好垂直穿过M板Q点处的小孔。已知OQ=3L，初始时两板均不带电，粒子碰到金属板后立即被吸收，电荷在金属板上均匀分布，金属板电量可视为连续变化，不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是()A.粒子一定带正电B.若间距d增大，则板间所形成的最大电场强度减小C.粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7LD.粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为3d答案BD解析根据粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则可知粒子带负电，选项A错误；随着粒子不断打到N极板上，N极板带电量不断增加，向下的电场强度增加，粒子做减速运动，当粒子恰能到达N极板时满足v2=2ad，a=qE解得E=m即d越大，板间所形成的最大电场强度越小，选项B正确；如图所示，因粒子发射方向与OP夹角为60°时恰能垂直穿过M板Q点的小孔，则由几何关系得cos60°=3L-rr，解得r=2L，可得OP=rsin粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为xm=(2r)2-(OP)因金属板厚度不计，当粒子在磁场中运动轨迹的弦长仍为PQ长度时，粒子仍可从Q点进入两板之间，由几何关系可知此时粒子从P点沿正上方运动，进入两板间时的速度方向与M板夹角为α=30°，粒子在两板间做类斜抛运动，则在两板间运动时间t=2vsinαa，其中qE=ma，则a=v22d，打到M板下表面距离Q点的最小距离s=vcosα·t，解得s=2dsin2热点11直流电路和交流电路[分值：46分][1~7题，每题4分，8~10题，每题6分]1.(2025·北京市朝阳区二模)某学习小组想将一块小量程电流表改装为电压表和电流表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是()A.若将S调到1位置，则为改装后的电流表B.若将S调到2位置，则为改装后的电压表C.若想扩大电流表的量程，可适当增大R1D.若想扩大电压表的量程，可适当增大R2答案C解析将S调到1位置时，电阻R1与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是电流表，故A正确；将S调到2位置，电阻R2与改装后的电流表串联，电阻R2起到分压作用，则为改装后的电压表，故B正确；若想扩大电流表的量程，电阻R1分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻R1，故C错误；若想扩大电压表的量程，则电阻R2分压作用要增大，故需要适当增大R2，故D正确。2.(2025·广西卷·2)有一变压器的原线圈接入有效值为220V的正弦交流电，副线圈输出电压的最大值为112V，则原、副线圈的匝数比为()A.20∶2 B.2∶20C.20∶1 D.1∶20答案C解析变压器的副线圈输出电压有效值为U2=1122V=11V，则变压器原、副线圈的匝数比n1n2=U1U3.(多选)(2025·山东菏泽市一模)交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是()A.通过电阻R的电流方向每秒改变10次B.改变滑片P的位置可以使电压表的示数为12VC.t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行D.自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大答案AC解析由题图可知，周期为0.2s，一个周期电流方向改变两次，则发电机线圈中电流方向每秒改变10次，故A正确；电动势有效值为E=122V=62V，则电压表的示数为62V，故B错误；由题图可知，t=0.05s时，电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，故C正确；自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据n1n2=U1U2可知，电阻R两端电压减小，电阻R热功率4.(2025·重庆市模拟)利用如图所示的交变电压为某定值电阻供电，则该交变电压的有效值为()A.10U02 B.5U02 答案A解析设定值电阻的阻值为R，根据有效值的定义可得(2U0)2R·T2+U02R·T2=U有效25.(2025·广东卷·2)如图所示，某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变压器升压至10kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5Ω。下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100B.输电线上由R造成的电压损失为500VC.变压器原线圈中的电流为100AD.变压器原、副线圈中电流的频率不同答案B解析根据理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比可得n1n2=U1U2=400V10000V=125，A错误；原、副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流I2=PU2=100000010000A=100A，输电线上由R造成的电压损失为ΔU=I2R=100×5V=500V，B正确；变压器原线圈中的电流为I1=PU16.(2025·河南南阳市一模)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是()A.电热丝的电阻为55ΩB.电动机线圈的电阻为12103C.当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1000JD.当电吹风吹热风时，电动机每秒消耗的电能为1000J答案A解析电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W，对电热丝，由P=U2R，可得电热丝的电阻为R=U2P=2202880Ω=55Ω，选项A正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，选项C错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒消耗的电能为7.(2025·广东省三校模拟)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.25 B.12 C.35答案C解析根据等效电路，开关S断开且电流稳定时，电容器的电压U1=ER+23R×23R×12=15E，且Q1=CU1，S闭合且电流再次稳定时U2=ER+12R×12R=13E8.(多选)(2025·湖南怀化市三模)如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度增强，电压表V示数的变化量绝对值为ΔU，电流表A示数的变化量绝对值为ΔI，电流表A1示数的变化量绝对值为ΔI1，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是()A.电流表A和电流表A1示数都变大B.ΔI1<ΔIC.ΔUΔD.电源的效率一定降低答案AD解析当光照强度增强时，光敏电阻R1阻值减小，并联阻值减小，回路总电阻减小，回路总电流增大，故定值电阻R0和电源内阻上的电压增大，并联部分电压减小，电压表示数减小，定值电阻R2电流减小，根据并联分流，电流表A1示数增大，且电流表A1电流的增加量大于电流表A电流的增加量，即ΔI1>ΔI，选项A正确，B错误；根据U=E-I(R0+r)，故ΔUΔI=R0+r，选项C错误；电源的效率η=R外R外+r×100%=19.(2025·山东聊城市模拟)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，定值电阻R1和R2和R3的阻值分别为4Ω、2Ω和3Ω，A为理想交流电流表，正弦交流电源输出电压的有效值恒为U。当开关S断开时，电流表的示数为I。则当S闭合时，电流表的示数为()A.43I B.2I C.4I D.5答案B解析当开关S断开时，由I1I=n2n1，解得原线圈电流I1=I2，由U-I1R1I(R2+R3)=n1n2，代入数据可得U=12I，当开关10.(2024·湖南卷·6)根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是()A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P答案A解析将降压变压器部分的电路等效为一个定值电阻R等，如图为等效电路图，设降压变压器的原、副线圈匝数比为k∶1，输电线路中的电流为I2，降压变压器副线圈中的电流为I4，由等效部分功率相同可得：I42R=I22R等，又有I2I4=1k，故R等=k2R，则输电线上的电流为I2=U2R0+k2R，转子在磁场中转动时产生的电动势为e=NBSωsinωt，当转子角速度增加一倍时，升压变压器原、副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为I2'=2I2，由P2升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误；若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流减小，由P3=I2″2R0知R0消耗的功率P3<4P故B错误；若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为I2‴=U2R0+k2R2=2U2R0消耗的功率P4=I2‴2R0P<P4<4P，即P4≠6P，故D错误。热点12电磁感应[分值：46分][1~7题，每题4分，8~10题，每题6分]1.(2025·北京卷·3)下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是()A.图(a)中，圆环在匀强磁场中向左平移B.图(b)中，圆环在匀强磁场中绕轴转动C.图(c)中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移D.图(d)中，圆环向条形磁铁N极平移答案A解析圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确；圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误；离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量减小，金属圆环中能产生感应电流，故C错误；根据条形磁铁周围的磁场分布可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。2.(2025·河南卷·5)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()答案C解析根据题意，当金属薄片中心运动到N极正下方时，下一刻，薄片右侧向下的磁通量减小，左侧向下的磁通量增加，根据楞次定律可知沿N极到S极的方向看，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。3.(2024·湖南卷·4)如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为()A.φO>φa>φb>φc B.φO<φa<φb<φcC.φO>φa>φb=φc D.φO<φa<φb=φc答案C解析导线绕O点转动过程中相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，如图所示，根据右手定则可知O点电势最高；根据E=Blv=12Bωl因为lOb=lOc>lOa可得0<UOa<UOb=UOc得φO>φa>φb=φc故选C。4.(多选)(2025·广东潮州市二模)如图所示，在水平面内放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向垂直于导轨平面的匀强磁场(方向如图)，电阻为r的金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好。初始时电阻为R的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP在外力作用下绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动过程中，回路中始终有电流，此过程中金属杆MN始终与导轨垂直且接触良好，下列说法中正确的是()A.杆MN做向右运动B.杆MN两端的电势差逐渐减小C.外力对杆OP做功的功率逐渐变小D.杆MN受到的安培力大小不变答案BC解析OP杆绕O点从b到c转动过程中，根据右手定则，产生的感应电流方向从O到P，杆MN中电流从M到N，再根据左手定则，MN受到的安培力向左，向左运动，A错误；由于杆MN向左运动切割磁感线，产生由N到M的反电动势E反=BLv，杆MN受到向左的安培力，所以杆MN的速度v增大，设OP长度为d，则电路中总电动势E=12Bd2ω-BLv，电路的电流I=ER+r，MN两端的电势差U=IR，由杆MN的速度v增大，得E减小，I减小，U减小，B正确；电路中的电流变小，杆OP所受安培力变小，又因其做匀速转动，所以外力的功率变小，C正确；杆MN受到的安培力大小F安=BIL，因为I减小，所以F5.(2025·北京师范大学第二附属中学统练)某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。不计电压传感器内阻对电路的影响。下列说法正确的是()A.开关S闭合瞬间，流经灯D2和D3的电流相等B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流保持不变C.开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭D.根据题中信息，可以推算出图乙中u1与u2的比值答案D解析开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯D2和D3的电流相等，故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流也是逐渐增加，A、B错误；开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D2和D3提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D2和D3的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，C错误；开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律u1=E2，电路稳定后，流过D3的电流为I=12·E32R=E3R，开关S断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流，故其两端电压为u2=I·2R=2E3，所以u1u6.(2025·山东省部分学校一模)如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框abc，直角边长为L。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为2L。线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为t=0时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力F随时间t的关系图像可能正确的是(时间单位为Lv答案D解析在时间为0到Lv范围内，由几何关系可知，线框有效切割长度为(3L-vt)，可得感应电动势E=B(L-vt)v可知感应电动势随时间线性减小，根据右手定则可判断电流方向由b指向a，所以感应电流为正方向，且线性减小到0；在时间为Lv到2Lv范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流；在时间为2Lv到3Lv范围内，线框有效切割长度为(3L-vt)，可得感应电动势E=B(3L-vt)v，可知感应电动势线性减小，根据右手定则可判断电流方向由c指向a，所以感应电流为负方向，且线性减小到0，故A、B错误；由以上分析可知，在时间为0到Lv范围内，线框处于磁场中的实际长度为(L-vt)，可得安培力大小为F安=B2(L-vt)2vR，根据左手定则可判断安培力方向为水平向左，拉力与安培力二力平衡，所以拉力水平向右，即拉力方向为正方向，其大小为F=F安=B2(7.(2025·湖北卷·5)如图(a)所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图(b)所示，t=T时刻，B=0。t=0时刻，两棒相距x0，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为()A.B0LxC.B0Lx答案B解析t=0时，Φ1=B0Lx0；t=T时，磁感应强度为零，Φ2=0，0~T时间内流过回路的电荷量q=IΔt=IT，I=E2R，E=ΔΦΔt=B0L8.(多选)(2025·江西省六校联考)如图，两条水平轨道MN、M'N'放置在水平面上，两条半径为R的14圆弧轨道PM、P'M'和水平轨道MN、M'N'平滑连接，水平轨道足够长，轨道间距为l，空间内存在竖直向上匀强磁场，磁感应强度大小为B。ab、cd为质量均为m、长度均为l、电阻均为r的金属棒，金属棒cd放置在水平轨道左端MM'处，金属棒ab在圆弧轨道上端PP'处。金属棒cd处于锁定状态，