高考物理三年（2022-2024 年）真题精编卷
专题五 参考答案
1．答案：B
解析：AB.当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，
金属中产生交变感应电流，A错误，B正确；
CD.若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应
电流变大，CD错误。
故选 B。
2．答案：A
解析：导体棒 ab切割磁感线在电路部分得有效长度为 d，故感应电动势为E Bdv
E
回路中感应电流为 I
R
根据右手定则，判断电流方向为 b 流向 a。故导体棒 ab 所受的安培力为
2 2
F BId B d v
R
方向向左。
故选 A。
3．答案：C
1
解析：由题及几何关系可知Oa R，Ob 5R,Oc 5R，根据E Bl 2 可得
2
E 1 2 1 2 5 2 1 2 5 2Oa BR ,EOb B 5R BR ,EOc B 5R BR ，2 2 2 2 2
又EOa O a ,EOb O b ,EOc O c，故 O a b c，C正确。
4．答案：D
A. 1解析： 由图可知交流电的周期为 0.02s，则频率为 f 50Hz
T
故 A错误；
B.根据图像可知电压的峰值为 10 2V ，根据欧姆定律可知电流的峰值
I Um 10 2Vm 0.2 2AR 50Ω
物理·参考答案 第 1页（共 13页）
故 B错误；
C. I电流的有效值为 I m 0.2A
2
所以电阻在 1s内消耗的电能为W I 2Rt 0.22 50 1J=2J
故 C错误；
D.根据图像可知其电压表达式为
u Um sin t 10 2 sin
2π t V 10 2 sin100πt V
T
故 D正确。
故选 D。
5．答案：B
解析：A.理想变压器由题图知，原线圈电压最大值为Um 24 2V ，则有效值为
U U1 m 24V2
故 A错误；
B.灯泡正常发光，由P UI P 3W得，副线圈中电流有效值为 I L 0.5A
U2 6V
故 B正确；
C. n U由理想变压器电压与匝数关系可知 1 1 4
n2 U 2
故 C错误；
D.理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线
圈的输入功率 P1 PL 3W
故 D错误。
故选 B。
6．答案：A
解析：设升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数
分别为 n3、n4，将降压变压器和用户端所接定值电阻 R等效为一个电阻R ，则等效
物理·参考答案 第 2页（共 13页）
n3
U n
U4 2
R 3 4 n 32 R。发电机转子以角速度ω匀速转动时，产生的电动势等效 I3 n
4
n4
n
I4
3
的最大值 Em NBS
NBS
，则升压变压器输入端的电压有效值U1 ，转子角2
n
速度增加一倍，则升压变压器输出端电压为U2 2 U1增加一倍，根据闭合电路n1
欧姆定律知定值电阻 R0 中的电流变为原来的 2倍，结合 P I
2
0R0可知，转子角速
2
U
度增加一倍，R0 上消耗的功率变为 4P，选项 A正确；结合 P 2 RR R 0
，
0 等效
2
U
若 R0 增加一倍，则 R0上消耗的功率为
2
2R0 4P，选项 B错误；若
2R0 R等效
升压变压器的副线圈增加一倍，根据理想变压器变压规律知，升压变压器副线圈
U
两端的电压变为原来的 2 倍，由 I 20 可知，定值电阻 R0 中的电流变为R0 R等效
原来的 2倍，R0 上消耗的功率变为 4P，选项 C错误；若在用户端再并联一个完
全相同的电阻 R 1，降压变压器和用户端所接定值电阻的等效电阻变为 R ,R 上
2 等效 0
2
U
消耗的功率变为 21 R0 6P，选项 D错误。 R0 R 2 等效
7．答案：A
U U 1
m 220 V
解析：原线圈：u 220 2 sin(100πt ) V 2
100π rad / s 2 πf f 50 Hz
变压器不改变交变电流的频率，故副线圈输出电流的频率也为 50 Hz，CD错
U n 1
理想变压器变压规律： 1 1 U 440 V
U n 2 22 2
功率 P I2U
3
2 8.8 10 W I2 20 A，A对，B错
物理·参考答案 第 3页（共 13页）
8．答案：A
解析：由于变压器的工作原理是电磁感应现象，因此升压变压器和降压变压器原
线圈两端的电压均为交流电压，所以送电端先升压再整流，用户端先变交流再降
压，A正确，B错误；1100 kV指的是交流电的有效值，C错误；由远距离输电
的原理可知，输电功率由用户端决定，D错误。
9．答案：D
→ 右 手 定则解析：线框进入磁场 线框右侧切割磁感线 电流方向为逆时针方
向，A错
线框进、出磁场的过程中， F 为阻力 v F 安 线框进、出磁场的过程均安
为加速度减小的减速运动，B错
ΔΦ BΔS
线框进、出磁场的两过程中 ΔΦ相同，q相同，D对
ΔS相同
I
安培力的冲量 安
Ft
I BIl Δt
q I t I Blq安 安
v1 v2 v2 v3 且 v1 v2 v2 v3，则Q1 Q2 ，C错
物理·参考答案 第 4页（共 13页）
10．答案：C
解析：由 P UI P可得发电机的输出电流 I1 1 2000 A，A 错误；用户端的电U1
流 I P4 4 400 A
I n
，由变压器的变流规律有 4 3 ，解得 I3 8 A，故输电线上U4 I3 n4
损失的功率 ΔP I 23 R 4000 W 4 kW ，B 错误；升压变压器的输出功率
P 2 P4 ΔP 92 kW，由P1 P2 P2 可得输送给储能站的功率为P 2 408 kW，C
U n
正确；由变压器的变压规律有 3 3 ，解得U3 11000 V，输电线上损失的电U4 n4
压为ΔU I3R 500 V，则升压变压器的输出电压U2 U3 ΔU 11500 V，由变
U n n 1
压器的变压规律有 1 1 ，解得 1 ，D错误。
U2 n2 n2 46
11．答案：AD
1
解析：A.交流电的周期为T 0.02s
f
故 A正确；
B.根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比为
n1 U1 10 1000 500
n2 U2 220 11
故 B错误；
C.输出的最大电压为U2m 2U2 220 2V
故 C错误；
D.若 10台充电桩同时使用，输出功率为
P2 10U I总 2 2 10 220 16W 35200W 35.2kW
变压器不改变功率，故输入功率为 P P 35.2kW1总 2总
故 D正确。
故选 AD。
物理·参考答案 第 5页（共 13页）
12．答案：ABD
解析：由楞次定律结合左手定则可知，安培力与MN的运动方向的夹角始终大于
90°，则安培力始终做负功，MN最终一定静止在OO 位置，AB正确；根据楞次
定律可知，从释放到第一次到达OO 位置过程中，MN中电流方向由 M到 N，D
正确；从释放到第一次到达OO 位置过程中，在即将到达OO 位置的时刻，MN
所受安培力水平向左，沿速度方向的分力一定大于MN所受重力沿速度方向的分
力，处于减速状态，C错误。故选 ABD。
13．答案：AC
解析：大轮和小轮通过皮带传动，线速度 v相同，小轮和线圈同轴转动，角速度
相同，根据 v r并结合大轮与小轮半径之比为 4:1可知小轮和线圈转动的角速
度为 4 ，A对；由题意可知，线圈围成的面积 S L2，产生的感应电动势的最
大 值 为 E 2max nBS 4 4nBL ， 产 生 的 感 应 电 动 势 的 有 效 值 为
E E max 2 2nBL2 ，根据串联分压规律可知灯泡两端电压的有效值为
2
U R E 2nBL2 ，B错；若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边
R R
长仍为 L的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的 2倍，线圈产生感应电动
E
势的最大值变为 E 8nBL2 ，有效值变为 E max 4 2nBL2max ，由电阻定律2
R l 可知线圈电阻变为原来的 2倍，即为 2R，根据串联电路分压规律可
S
横截
RE U 4 2nBL
2
得灯泡两端电压的有效值为 ，C对；若仅将小轮半径变
R 2R 3
为原来的两倍，则小轮和线圈转动的角速度变小，线圈产生的感应电动势有效值
变小，灯泡两端电压变小，灯泡变暗，D错。
14．答案：BD
解析：设输电线中的电流为 I2 ,T1的输出电压与T2 的输入电压分别为U2、U3，则
有U2 I2R U3 ，即T1的输出电压大于T2的输入电压，A错误；T1的输出功率为
P 22 U2I2 ，输电线上损耗的功率为 P I2R，T2 的输入功率为 P3 U3I2 ，则
物理·参考答案 第 6页（共 13页）
P2 P P3，即T1的输出功率大于T2的输入功率，B正确；若用户接入电路的用
电器增多，则T2 副线圈中的电流增大，由变压器的工作原理可知，T2 原线圈中
的电流增大，即输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，即 R消耗的
电功率增大，C错误；若用户接入电路的用电器减少，则用电器消耗的功率减小，
即T2的输出功率减小，D正确。
15．答案：BD
解析：导轨的速度 v2 v1，因此对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力
以及向左的安培力，摩擦力大小为 Ff mg 2 N，导体棒受到的安培力大小为
FA1 Ff 2 N，由 FA1 ILB1，得 I 1A，由左手定则可知导体棒中的电流方向
为 N M D C N，由于 Ff m0g，故导体框受到的安培力水平向右，
安培力大小为 FA2 Ff m0g 1N，由 FA2 ILB2 得 B2 1T，由左手定则可知B2
B Lv B Lv
的方向向下，A错误，B正确；电路中的电流为 I 1 1 2 2 ，代入数据解
r
得 v2 3m / s，C错误，D正确。
16．答案：AC
L
解析：设 ab、cd导轨与 x轴夹角为θ，在 O处，金属棒有效长度为 y0，在0 ~ v0
时间内，金属棒切割磁感线有效长度为 y y0 v0t tan ，则切割磁感线的感应电
动势E Byv By v Bv20 0 0 0t tan ，感应电动势 E与 t是一次函数关系，即感应电
L 2L
流 i与时间 t是一次函数关系，在 ~v 时间内，金属棒切割磁感线有效长度0 v0
2L 3L L
不变，所以感应电动势不变，感应电流不变，在 ~v v 时间内相当于
0 ~ 时
0 0 v0
间内的逆过程，因此选项 A正确；由于不计除电阻 R之外的所有电阻，所以电
3L
阻 R两端电压与感应电动势相等，选项 D错误；当 t 0、t v 时，金属棒的感0
物理·参考答案 第 7页（共 13页）
应电动势并不等于零，电流也不等于零，所以安培力并不等于 0，选项 B错误；
在0 ~
L
v 时间内，金属棒克服安培力做功的功率0
2
P Fv B y
2v20 B
2v2 L 2L
0
0 y0 v0t tan
2 ,P t 图像是抛物线的一部分，在 ~
R R v0 v0
B2 y2v2 2L 3L
时间内切割磁感线有效长度不变，P Fv 0 ~0 ，所以 P恒定，在 时R v0 v0
L
间内相当于0 ~ v 时间内的逆过程，选项 C正确。0
17 Q BQL．答案：（1） I ；（2）a ；
CR CRm
（3）
解析：（1）开关闭合前电容器的电荷量为 Q，则电容器两极板间电压
U Q
C
U
开关闭合瞬间，通过导体棒的电流 I
R
Q
解得闭合开关瞬间通过导体棒的电流为 I
CR
（2）开关闭合瞬间由牛顿第二定律有BIL ma
I a BQL将电流 代入解得
CRm
（3）由（2）中结论可知，随着电容器放电，所带电荷量不断减少，所以导体棒
的加速度不断减小，其 v t图线如图所示
物理·参考答案 第 8页（共 13页）
18．答案：（1）BL 2gL
2 2
2 B L 2gL（ ）
3mR
3 mR 2gL（ ） 2 LB L2
解析：（1）设 ab棒刚越过 MP时速度大小为 v1，产生的电动势大小为 E1，对
ab mgL 1在圆弧导轨上运动的过程，由机械能守恒定律有 mv2
2 1
ab刚越过 MP时，由法拉第电磁感应定律得 E1 BLv1
联立得E1 BL 2gL
（2）经分析知金属环在导轨外的两段电阻被短路，由几何关系可知导轨之间两
段金属环的电阻均为 R R，它们在电路中并联后的总电阻Rc 2
E
设电路中初始的干路电流为 I1，由闭合电路欧姆定律有 I 11 R Rc
经分析知整个金属环在运动过程中可视为长度为 L、电阻为 Rc的金属棒，设金属
环刚开始运动时所受的安培力大小为F1、加速度大小为 a，则F1 I1LB
由牛顿第二定律得 F1 2ma
B2L2 2gL
联立解得 a
3mR
（3）经分析，ab进入磁场后，ab和金属环组成的系统动量守恒，设两者共速时
的速度大小为 v2，由动量守恒定律得mv1 (m 2m)v2
设在极短时间 t内，ab与金属环圆心的距离减少量为 x，金属环所受安培力大
小为 F，流过 ab的电流为 I，整个电路的电动势为 E，对金属环，由动量定理得
物理·参考答案 第 9页（共 13页）
FΔt 2mv2 0
F ILB
E
由闭合电路欧姆定律得 I
R Rc
设金属环圆心初始位置到 MP的最小距离为 s，若 ab与金属环共速时，两者恰好
接触，金属环圆心初始位置到 MP的距离最小，对 ab进入磁场到两者共速的过
E BL Δx程，由法拉第电磁感应定律有
Δt
s L Δx
mR 2gL
联立解得 s
B2L2
L
19 1 9B
2 2
0h v．答案：（ ） ；方向水平向左
R
（2）0.3B h20
2 4
（3 B0h）
4 R
解析：（1） t 0时，ab边在区域Ⅰ中切割磁感线，cd边在区域Ⅱ中切割磁感线，
结合右手定则可作出等效电路图如图 1所示
则回路中的感应电动势为 E0 Eab Ecd 2B0hv B0hv 3B0hv
E
根据闭合电路欧姆定律可知回路中的感应电流为 I 00 R
I 3B0hv解得 0 R
由左手定则可得线框 ab边和 cd边在磁场中所受的安培力如图 2所示
物理·参考答案 第 10页（共 13页）
6B2 2ab边所受的安培力大小为 F 2B I h 0h vab 0 0 R
cd 3B
2h2v
边所受的安培力大小为 Fcd B0I 00h R
由对称关系可知，线框 ad边与 bc边所受安培力等大反向，故线框所受的安培力
2 2
大小为 F 9B h v Fab Fcd 0R
方向水平向左
（2） 2 时间内，区域Ⅰ中的磁感应强度线性减小，根据图 3的相似三角形可
2B
知 0
B
1
0.8
解得 B1 1.6B0
区域Ⅱ中的磁感应强度恒为 B0 ，以垂直纸面向里为正，则在 t 1.2 时刻，线框
中的磁通量为Φ 1.6B h h0 h B0 h 0.3B h
2
2 2 0
（3）2 3 时间内，区域Ⅱ中的磁感应强度线性减小，线框的一半在区域Ⅱ中产
E ΔΦ B h生感应电动势，大小为 0 h
Δt 2
E 2
又线框为纯电阻电路，故线框中产生的焦耳热为Q
R
物理·参考答案 第 11页（共 13页）
B2 4
解得Q 0h
4 R
20 1 F B
2L2v
、答案：（ ） 0 ，水平向左；
2R
mv 2mv R
（2）答案： It 0 ； 0
3BL 3B2L2
（3）答案：2 k 3
解析：（1）当细金属杆 M刚进入磁场时，M、N及导轨形成闭合回路
设回路中的感应电动势为 E，由法拉第电磁感应定律有 E BLv0
E
根据闭合电路欧姆定律得，回路中的电流 I
2R
M B
2L2v
刚进入磁场时受到的安培力 F BIL 0 ，方向与 M的运动方向相反，水
2R
平向左
（2）①对金属杆 N进行分析，设 N在磁场内运动过程中回路中的平均电流为 I ，
规定水平向右为正
v
由动量定理有 BILt m 0 0
3
mv
N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量 q It 0
3BL
②设M、N两杆在磁场内运动时的速度差为 v
当M、N同在磁场内运动时，回路中的感应电动势E BL v
B2L2 v
则两杆受到的安培力 F BI L
2R
若初始时刻 N 到 ab 为最小距离，则当 N 出磁场时 M 恰好未与 N 相撞，有
x v t
F t m v对 N由动量定理有 0 03
x 2mv R解得 0
3B2L2
（3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若 N到 cd的距离与第（2）
v
问初始时刻的相同、到 ab的距离为 kx，则 N到 cd边时速度大小恒为 v2 0 ，3
物理·参考答案 第 12页（共 13页）
根据动量守恒定律可知mv0 mv1 mv2
2
解得 N出磁场时，M的速度大小 v1 v3 0
由题意可知，此时 M到 cd边的距离 s (k 1)x
v
要保证 M出磁场后不与 N相撞，则有两种临界情况：①M减速到 0 时出磁场，
3
速度刚好等于 N 的速度，一定不与 N 相撞，对 M 根据动量定理有
BI L t m v 0 m 2v 0
3 3
q BL (k 1)x I t
2R
联立解得 k 2
2v
②M运动到 cd边时，恰好减速到零，则对M根据动量定理有 BI L t 0 m 0
3
同理可得 k 3
综上所述，M出磁场后不与 N相撞条件下 k的取值范围为2 k 3
物理·参考答案 第 13页（共 13页）高考物理三年（2022-2024 年）真题精编卷
专题五 电磁感应与交变电流
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．【2024年甘肃高考真题】工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交
变电流时，下列说法正确的是( )
A. O a b c B. O a b c C. O a b c D. O a b c
4．【2024年广东高考真题】将阻值为50 的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间
的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.金属中产生恒定感应电流
B.金属中产生交变感应电流
C.若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小
D.若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 A.该交流电的频率为100Hz
2．【2024年甘肃高考真题】如图，相距为 d的固定平行光滑金属导轨与阻值为 R的电阻相连， B.通过电阻电流的峰值为0.2A
处在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为 L的导体棒ab沿导轨向右做匀 C.电阻在 1秒内消耗的电能为1J
速直线运动，速度大小为 v。则导体棒 ab所受的安培力为( )
D.电阻两端电压表达式为u 10 2 sin(100πt)V
5．【2024年北京高考真题】如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压 u
随时间 t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法
正确的是( )
2 2
A. B d v B. B
2d 2v
，方向向左 ，方向向右
R R
B2L2 2 2C. v D. B L v，方向向左 ，方向向右
R R
A.原线圈两端电压的有效值为24 2V B.副线圈中电流的有效值为 0.5A
3．【2024年湖南高考真题】如图，有一硬质导线 Oabc，其中 a bc是半径为 R的半圆弧，b为圆
Oa R C.原、副线圈匝数之比为 1:4 D.原线圈的输入功率为 12W弧的中点，直线段 长为 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
O a b c 6．【2024年湖南高考真题】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，垂直纸面向里的匀强磁场中。则 、 、 、 各点电势关系为( )
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
物理·专题五 第 1 页 共 5 页
想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻 R 。当用户端接一个定值电阻 R时，R 上 D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等0 0
消耗的功率为 P。不计其余电阻，下列说法正确的是( ) 10．【2023年山东高考真题】某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1 250 V，输
出功率 500 kW。降压变压器的匝数比 n3 : n4 50 :1，输电线总电阻 R 62.5 ，其余线路电阻不
计，用户端电压U4 220 V，功率 88 kW，所有变压器均为理想变压器。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 4P
B.输电线路距离增加，若 R0 阻值增加一倍，则 R0 上消耗的功率为 4P
C.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8P
A.发电机的输出电流为 368 A B.输电线上损失的功率为 4.8 kW
D.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 C.输送给储能站的功率为 408 kW D.升压变压器的匝数比 n1 :n2 1: 44
7．【2023年广东高考真题】用一台理想变压器对电动汽车充电。该变压器原、副线圈的匝数比
二、多选题
为 1:2，输出功率为8.8 kW，原线圈的输入电压u 220 2sin 100πt V。关于副线圈输出电流的有
11．【2024年海南高考真题】电动汽车充电站变压器输入电压为 10kV，输出电压为 220V，每个
效值和频率正确的是( )
充电桩输入电流 16A，设原副线圈匝数分别为 n1、n2，输入正弦交流的频率为 50Hz，则下列说法
A. 20 A,50 Hz B. 20 2 A,50 Hz C.20 A,100 Hz D. 20 2 A,100 Hz
正确的是( )
8．【2023年浙江高考真题】我国 1100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换
成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是( )
A.送电端先升压再整流 B.用户端先降压再变交流
C.1100 kV是指交流电的最大值 D.输电功率由送电端电压决定
9．【2023年北京高考真题】如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直 A.交流电的周期为 0.02s
向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是( )
B.原副线圈匝数比 n1 : n2 11:500
C.输出的最大电压为 220V
D.若 10台充电桩同时使用，输入功率为 35.2kW
12．【2024年山东高考真题】如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，
其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO 与导轨所在
A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一
B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 定质量和电阻的金属棒MN平行OO 放置在导轨图示位置，由静止释放。MN运动过程中始终平
C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 行于OO 且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是( )
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A.MN最终一定静止于OO 位置
B.MN运动过程中安培力始终做负功
A.T1的输出电压与T2的输入电压相等
C.从释放到第一次到达OO 位置过程中，MN的速率一直在增大
D.从释放到第一次到达OO 位置过程中，MN中电流方向由 M到 N B.T1的输出功率大于T2的输入功率
13．【2023年湖南高考真题】某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮 C.若用户接入的用电器增多，则 R消耗的电功率减小
带传动（皮带不打滑），半径之比为 4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而 D.若用户接入的用电器减少，则T2 的输出功率减小
成的边长为 L的正方形，共 n匝，总阻值为 R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 B的匀强磁 15．【2023年山东高考真题】足够长 U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为 1 m，电阻不计。
场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导
质量为 1 kg、长为 1 m、电阻为 1 Ω的导体棒 MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触
线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下
良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为 B1和 B2 ，其中 B1 2 T，方
列说法正确的是( )
向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨 CD段中点与质量为 0.1 kg的重物相连，绳与
CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运
动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度 v1 2 m / s，CD的速度为 v2且 v2 v1，MN和导轨间
的动摩擦因数为 0.2。重力加速度大小取10 m / s2，下列说法正确的是( )
A.线圈转动的角速度为4
B.灯泡两端电压有效值为3 2nBL2
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压
4 2nBL2
有效值为
3
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
14．【2023年天津高考真题】如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压变 A.B2的方向向上 B. B2的方向向下 C. v2 5 m / s D. v2 3m / s
压器T 都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为 R，下列说法正确的是( ) 16．【2022年河北高考真题】如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位2
于 x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中 bc段与 x轴平行，导轨左端接入一电阻 R。
导轨上一金属棒 MN沿 x轴正向以速度 v 保持匀速运动， t 时刻通过坐标原点 O，金属棒始终
与 x轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流为 i，金属棒受到安培力的大小为 F，金属棒克服安培
力做功的功率为 P，电阻两端的电压为 U。导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。
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下列图像可能正确的是( ) 18．【2024年湖北高考真题】如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为 L，固定在
1
同一水平面内，直导轨在左端 M、P点分别与两条竖直固定、半径为 L的 圆弧导轨相切。MP
4
连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场。
长为 L、质量为 m、电阻为 R的金属棒 ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为 2m、电阻为 6R的
均匀金属丝制成一个半径为 L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。
忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重
A. B. 力加速度大小为 g。现将金属棒 ab由静止释放，求
C. D.
（1）ab刚越过 MP时产生的感应电动势大小。
三、计算题 （2）金属环刚开始运动时的加速度大小。
17．【2024年北京高考真题】如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中， （3）为使 ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到 MP的最小距离。
两根相距 L的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为 C的电容器，一导体棒放置在导轨上，
与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为
B，导体棒的质量为 m、接入电路的电阻为 R。开关闭合前电容器的电荷量为 Q。
19．【2023年广东高考真题】光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，
宽度均为 h，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间 t的变化如图（b）所示，0 时
（1）求闭合开关瞬间通过导体棒的电流 I； 间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为 2B0和 B0 ，一电阻为 R，边长为 h的
（2）求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小 a； 刚性正方形金属框 abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行。 t 0时，线框 ab边刚好
（3）在图乙中定性画出闭合开关后导体棒的速度 v随时间 t的变化图线。 h跨过区域Ⅰ的左边界以速度 v向右运动。在τ时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界 处，线框的速度
2
近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后在 2 时间内，Ⅰ区磁感应强度线
性减小到 0，Ⅱ区磁场保持不变；2 3 时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到 0。求：
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（1） t 0时，线框所受的安培力 F；
（2） t 1.2 时，穿过线框的磁通量Φ；
（3）2 3 时间内，线框中产生的热量 Q。
20．【2022年辽宁高考真题】如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为 L。abcd区
域有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆 M以初速度
v0向右运动，磁场内的细金属杆 N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与
导轨垂直。两杆的质量均为 m，在导轨间的电阻均为 R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略
不计。
（1）求 M刚进入磁场时受到的安培力 F的大小和方向；
v
（2）若两杆在磁场内未相撞且 N出磁场时的速度为 0 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路
3
的电荷量 q；②初始时刻 N到ab的最小距离 x；
（3）初始时刻，若 N到 cd的距离与第（2）问初始时刻的相同、到 ab的距离为 kx(k 1)，求 M
出磁场后不与 N相撞条件下 k的取值范围。
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