2026年高考物理电磁学试题及答案

2026年高考物理电磁学试题及答案一、单项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题只有一个选项正确）1.如图1所示为某静电场的电场线分布，A、B、C为电场中的三个点，其中A、B在同一条电场线上，B、C到场源电荷距离相等。下列说法正确的是（）A.A点的电势高于B点的电势B.B点的电场强度大于C点的电场强度C.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能D.将正电荷从B点移到C点，电场力做功为零解析：电场线方向指向电势降低的方向，A到B沿电场线方向，故φA>φB，A正确；B、C到场源距离相等，但电场线疏密不同（B处电场线更密），故EB>EC，B正确？需注意场源若为点电荷，B、C在同一等势面上，但图中电场线非辐射状，故场源非点电荷，B处电场线更密，EB>EC，B正确；负电荷在电势高处电势能小，φA>φB，故EpA（负）<EpB（负），C错误；B、C不在同一等势面，移动正电荷电场力做功不为零，D错误。答案：A（注：实际命题中需配图明确电场线分布，此处假设A到B沿电场线方向，B处电场线更密）2.如图2所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地。在两极板间有一固定点P，当电容器的上极板缓慢向上移动一小段距离时，下列说法正确的是（）A.电容器的电容增大B.P点的电势升高C.极板间电场强度增大D.电容器所带电荷量减少解析：电容器与电源相连，电压U=E不变。上极板上移，板间距d增大，电容C=εS/(4πkd)减小，A错误；电荷量Q=CU减小，D正确；电场强度E场=U/d，d增大，E场减小，C错误；P点电势φP=E场·h（h为P到下极板距离），E场减小，φP降低，B错误。答案：D3.如图3所示，水平固定的长直导线通有向右的恒定电流I，其正上方有一可自由转动的矩形线圈abcd，线圈平面与导线共面，ab边与导线平行。当线圈中通以逆时针方向的电流I'时（从上方看），线圈的运动情况为（）A.静止不动B.绕竖直轴顺时针转动C.绕竖直轴逆时针转动D.向导线靠近解析：长直导线电流I在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里（安培定则）。线圈ab边电流方向向左，受安培力Fab=I'lB（B为导线I在ab处的磁场），方向由左手定则：磁场向里，电流向左，安培力向下；cd边电流方向向右，磁场向里（离导线更远，B更小），安培力向上且小于F'ab。同时，ad边电流向上，磁场垂直纸面向里（长直导线磁场随距离增大而减弱），安培力方向向左（左手定则：磁场向里，电流向上，力向左）；bc边电流向下，磁场向里，安培力方向向右。由于ab、cd边受力不等，ad、bc边受力形成力矩，线圈将绕竖直轴逆时针转动（ad边向左、bc边向右）。答案：C4.如图4所示，比荷为k的带正电粒子以初速度v0垂直进入宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，粒子离开磁场时速度方向与入射方向的夹角为60°。不计重力，磁场的磁感应强度大小为（）A.v0/(kd)B.√3v0/(kd)C.2v0/(kd)D.v0/(2kd)解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，得r=mv/(qB)=v/(kB)（因k=q/m）。粒子轨迹如图，偏转角60°，则轨迹对应的圆心角θ=60°，由几何关系，d=r·sinθ，即d=r·sin60°=r·(√3/2)，故r=2d/√3。又r=v0/(kB)，联立得B=√3v0/(kd)。答案：B5.如图5所示，竖直放置的U型光滑金属导轨间距为L，电阻不计，上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，处于磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。现让ab棒由静止开始下滑，经过时间t达到最大速度v。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.t时间内通过R的电荷量为BLvt/(R+r)B.最大速度v=mg(R+r)/(B²L²)C.t时间内R产生的焦耳热为mgvt½mv²D.ab棒的加速度一直减小至零解析：ab棒下滑时切割磁感线，感应电动势E=BLv，感应电流I=E/(R+r)=BLv/(R+r)，安培力F=BIL=B²L²v/(R+r)。当安培力等于重力时速度最大，mg=B²L²v/(R+r)，得v=mg(R+r)/(B²L²)，B正确。电荷量q=ΔΦ/(R+r)，ΔΦ=BLx（x为下滑位移），而x≠vt（因棒做变加速运动），A错误。由能量守恒，重力势能减少量=动能增加量+回路焦耳热，即mgx=½mv²+Q总，Q总=mgx-½mv²，而R产生的焦耳热QR=Q总·R/(R+r)，C错误。棒的加速度a=(mg-F)/m=gB²L²v/[m(R+r)]，随v增大，a减小，最终a=0，D正确。但B、D均可能正确？需检查：最大速度推导正确，D中加速度确实一直减小至零，故B、D均正确？但题目为单选，可能命题中D更准确，因B选项中若导轨不光滑则不成立，但题中导轨光滑，故B正确。可能题目设定单选，正确答案为B、D中的一个，需根据命题意图，此处B正确。（注：实际命题中需明确选项设置，此处假设B正确）二、实验题（本题共2小题，共14分）6.（6分）某同学用伏安法测量定值电阻Rx的阻值，实验室提供的器材有：电流表A1（量程0~0.6A，内阻r1=0.5Ω）电流表A2（量程0~3A，内阻r2=0.1Ω）电压表V（量程0~3V，内阻RV=3kΩ）滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）电源E（电动势4.5V，内阻不计）开关S，导线若干（1）为使测量更准确，电流表应选（填“A1”或“A2”），并设计电路图（画在虚线框内）。（2）实验中测得电流表读数为I，电压表读数为U，则Rx=（用题中符号表示）。（3）若考虑电表内阻的影响，测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。解析：（1）Rx约为几欧（假设），电源电动势4.5V，最大电流约4.5V/20Ω=0.225A，选A1（0~0.6A）更精确。因Rx较小（RV=3kΩ远大于Rx），采用电流表外接法，电路图为滑动变阻器分压或限流（因R=20Ω接近Rx，限流可行）。（2）电压表测Rx两端电压U，电流表测Rx和电压表并联的总电流I，故Ix=IU/RV，Rx=U/Ix=U/(IU/RV)。（3）测量值R测=U/I，真实值R真=U/(IU/RV)，故R测<R真，测量值小于真实值。答案：（1）A1；电路图（略，电流表外接，滑动变阻器限流）；（2）U/(IU/RV)；（3）小于7.（8分）某同学利用图6所示装置探究电磁感应现象，线圈A通过变阻器和开关连接到电源，线圈B连接到电流计。（1）开关闭合瞬间，电流计指针向右偏转；则开关保持闭合，将变阻器滑片向左移动时（电阻减小），电流计指针（填“向左”“向右”或“不”）偏转。（2）为使电流计指针持续偏转，可采取的操作是。（3）若线圈B的匝数为n，横截面积为S，线圈所在处的磁场均匀变化，磁感应强度随时间变化的规律为B=kt（k>0），则线圈B中的感应电动势大小为。解析：（1）开关闭合瞬间，A中电流增大，磁场增强，B中磁通量增大，电流计右偏（假设原磁场方向使感应电流磁场阻碍原磁场增强）。滑片左移，A中电流增大，B中磁通量增大，再次产生与闭合瞬间同方向的感应电流，指针向右偏转。（2）持续偏转需磁通量持续变化，可匀速移动滑片（改变A中电流）或来回插拔A线圈。（3）感应电动势E=nΔΦ/Δt=nSΔB/Δt=nSk。答案：（1）向右；（2）匀速移动变阻器滑片（或其他使磁通量持续变化的操作）；（3）nSk三、计算题（本题共2小题，共26分）8.（12分）如图7所示，在xOy平面内，第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为E；第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的A点（0，L）由静止释放，经电场加速后进入磁场，最终从x轴上的C点（3L，0）离开磁场。不计粒子重力，求：（1）粒子进入磁场时的速度大小v；（2）磁场区域的最小面积S。解析：（1）粒子在电场中做匀加速直线运动，电场力做功qEL=½mv²，得v=√(2qEL/m)。（2）粒子进入磁场时速度方向沿x轴正方向（电场沿y轴，粒子从A(0,L)释放，加速后沿y轴负方向运动？需修正：电场沿y轴正方向，正电荷受力向上，粒子从A(0,L)静止释放，应向上运动，可能题目中电场方向为y轴负方向，或A点在(0,-L)。假设电场沿y轴负方向，粒子从A(0,L)释放，向下加速，沿y轴负方向运动到O点（0,0），进入磁场时速度沿y轴负方向。粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，r=mv/(qB)=√(2qEL/m)/(qB)=√(2mL/(qE))/B。粒子从O(0,0)进入磁场，最终从C(3L,0)离开，轨迹为圆弧。设圆心为(x0,y0)，半径r，圆心到O、C的距离均为r，且速度方向沿y轴负方向，故圆心在O点正右方（因洛伦兹力指向圆心，初始速度向下，磁场向里，左手定则得向心力向右，圆心在右侧）。由几何关系：x0=r，y0=0（圆心在x轴上），则C点坐标(2r,0)=(3L,0)，故2r=3L，r=3L/2。联立r=√(2mL/(qE))/B=3L/2，得qE=8mL/(9B²L²)=8m/(9B²L)（此步可能多余，题目未要求求E或B）。磁场区域的最小面积为轨迹圆的面积？不，磁场需覆盖粒子轨迹，最小面积为以OC为弦的半圆面积。轨迹圆心在(r,0)=(3L/2,0)，半径3L/2，轨迹从O到C的圆弧对应的圆心角为180°（因OC=3L=2r·sinθ/2，θ=180°），故磁场最小区域为该半圆，面积S=½πr²=½π(3L/2)²=9πL²/8。答案：（1）v=√(2qEL/m)；（2）S=9πL²/89.（14分）如图8所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属棒ab静止在导轨上，与导轨接触良好。t=0时，对ab棒施加一水平向右的恒力F，使其开始运动。（1）求ab棒的最大速度vm；（2）若ab棒从静止到达到最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量为q，求该过程中ab棒的位移x；（3）若F=2mg，B=√(mg(R+r))/(Lv)（v为某速度），求ab棒速度为v时的加速度大小。解析：（1）ab棒运动时产生感应电动势E=BLv，感应电流I=E/(R+r)=BLv/(R+r)，安培力F安=BIL=B²L²v/(R+r)。当F=F安时，速度最大，vm=(F(R+r))/(B²L²)