电磁感应与科技前沿题型专项训练-2027届高考物理（学生版）

题型01自感现象--电磁延时魔术电流I,管内产生磁感应强度B=aI(a为常量)的匀强磁场。管外磁场近似为0,小明用电阻为R的一段流I随时间t变化的关系如图2所示，则()C.在0～2t₀内，通过线圈A的电荷量D.在0～5to内，线圈A产生的焦耳热法正确的是()B.2233轨处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将一根质量为m的导体棒从导轨上B.导体棒在导轨上做往复运动C.导体棒的最大动能为路中的总电阻极小，此后导体棒在导轨上做简谐运动，导体棒的最大速度与周期和振幅的关系为vm= A,重力加速度大小为g,下列说法正确的是()A.导体棒简谐运动的振幅为B.导体棒的最大速度为C.回路中的最大电流为D.导体棒简谐运动的周期为轨右端与电感线圈相连，线圈的自感系数为L。一长度略大于d的金属棒以vo的速度从左端滑上导轨， C.金属棒向右运动的最大距离为√mLD.金属棒从滑上导轨到速度减为零的时间为两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值R₀=接。螺线管的横截面是半径a=1.0×10-²m的圆，其中心与长直导线的距离r=0.1m。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I,其I-t图像如图乙所示。为便于计算，螺线管内各处的磁乙(3)金属棒从MN第一次运动到MN与PQ的中间位置的时间(结果用t表示)以及MN与PQ之间的距77题型02涡流效应--涡旋电流玄机硬币投入口磁场测速器硬币投入口磁场挡板B拒绝通道A.磁场能使硬币的速度增大得更慢C.硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力()B.其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安流。下列说法正确的是()88乙A.导体板中产生的电流大小不变B.阻尼器将机械能转化为内能对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()检门工作时利用了()99小磁体小磁体小磁体小磁体甲铝管塑料管丙旋转磁场A.金属粒中会产生感应电流B.金属粒内不会产生焦耳热C.金属粒旋转方向与磁场旋转方向相反18.图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图列说法正确的有()金属/A.飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力①由器材参数可得电路中的最大电流为A(结果保留2位有效数字),为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。(2)磁感应强度B和电流I关系测量。数B和I,断开S。④下图是根据部分实验数据描绘的B-I图线，其斜率为mT/A(结果保留2位有效数字)。16.0(3)制动时间t测量。20.如图1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈。在线圈中通入属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图2所示的模型，将冶k₁t,在炉内产生的磁场可视为匀强磁场(图中未画出),其磁感应强度的大小B=k₂i、方向与圆柱体轴线成一个闭合回路，各回路间互不影响。k₁和k₂均为已知常量。研究半径为r、厚度为△r(△r《r)的薄(2)已知圆柱体高为h,电阻率为p。a.求薄壳沿感应电流方向的电阻R。b.求薄壳内的感应电流I。小fαxr,并确定a的值。题型03源于生活--真实电磁智慧B.身份证放在刷卡机上不动就会产生感应电流C.身份证快速靠近刷卡机感应电流会变大D.身份证快速远离刷卡机感应电流会变大显示的电压U随时间t变化的图像，U为正时b点电势高于a点，下列说法正确的是()QC.若图2中P点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧D.若图2中Q点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧B的匀强磁场中，竖直放置的U形光滑金属导轨左右间距为L,水平放置的导体棒ab质量为m,与竖直放置且下端固定的绝缘轻弹簧相连，ab与导轨接触良好且其接入回路的电阻阻值为R。将ab自弹簧原长位置由静止释放，ab第一次到达最低点时下降高度为h,此过程中其最大速度为v。导轨电阻忽略不计，弹簧始终在弹性限度内。在ab从静止释放到第一次到达最低点的过程中()A.流过导体棒的感应电流方向由a向bB.导体棒所受安培力的冲量为零C.通过导体棒的电荷量大小为D.导体棒的加速度最大值为为m的导体棒垂直导轨放置，接入电路的阻值为r。电源电动势为E,内阻不计。定值电阻阻值为R.(2)若t时刻开关与b连接，储能器接入电路前电压为0,当储能器电压为U₀时(此时电路中电流不为0),钢制线圈钢制线圈开关压缩前铜环A.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同B.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反C.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同D.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反26.电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是()甲乙A.穿过线圈的磁通量为BL²成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测部储存为弹性势能。当a运行至NN′时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F,导轨间距为0.5m,磁感应强度大小为1T,MM'到NN′的距离为5m,a、b质量分别为2kg、8kg,a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终X(1)若分离后某时刻a的速度大小为10m/s,求此时通过a的电流大小。(3)忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f=kv²(k=0.025N·s²/m²),初始位置与(2)问一致，试估算a运行至NN′时。a分离前的速度大小能否达到(2)问中分离前速度的99%,并给出结论。(0.99²=0.980L)的正方形线圈，还书箱与线圈的总质量为m,将还书箱静止释放。已知弹簧弹性势能表达式为体盘轴线与中心轴的轴线重合。整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。k,即ρ=kr,导体盘厚度为d、内半径大小可调。求导体盘发热功率最大时内半径的大小。题型04前沿科技--电磁革新突破的动力。上下两导线中通电后，其间形成的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面1)倍。两线框通过绝缘杆固定连接，总质量为m,运(2)若线框向右运行速度大小为v₁,求ab边的感应电动势E₁;为圆柱式或圆盘式电枢在恒定匀强磁场中旋转产生感应电势，输出特性与转速呈线性关系。该装置通常采用圆筒式空芯转子与永磁结构，结合电刷引流装置优化性能。该发电机通过无换向器设计实现无变化的一个周期内，A、B的电势关系是()A.φA>4BB.φA<4BU内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为10³T/s,则线圈产生的A.0.30VB.0.44VC.0.59V电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H,导体绳长为L(L《H),地球半径为R,质量为M,轨道处磁感应强度大小为B,方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影远地子卫星BD均为N₁,每个轮毂上有N₂组线圈，4个车轮上的线圈串联后通过换向器(未画出)与动力电池连接。已知某次开始制动时线圈相对磁场速率为v,回路总电阻为R,下列说法正确的有()通有交变电流(频率较高),可在赛道内形成变化的磁场。小车电磁寻迹的传感器主要由在同一水平面一点周围的磁感线均可视为与该点电流方向相垂直的同心圆；赛道内距引导线距离相同的点磁感应强37.舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定，动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R₀,同时施加回撤力F,在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示，在t₁至t₃时间内F=(800-10v)N,t₃时撤去F。已知起飞速度v₁=80m/s,t₁=1.5s,线圈匝数n=100匝，每匝10kg,动子和线圈的总质量m=5kg,R₀=9.5Q,B=0.1T,恒流源38.在未来的城市轨道交通系统中，一种基于电磁感应原理的新型无接触牵引装置正在被广泛测试。某次配重物块，利用重力势能转化为系统的动能与电能。系统可通过单刀双掷开关选择接入电阻回路或电39.中国第一台高能同步辐射光源(HEPS)将在2024年辐射出第一束最强“中国光”,HEPS工作原理可简动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中，图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为B₁=kt(k>0)变化的磁场B₂“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率；(3)真空室内磁场的磁感应强度B₂随时间的变化表达式(从电子真空室(真空室(图甲环形真空室磁场分布与电子