2025届高考物理一轮复习练：专题10 电磁感应定律

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接收线圈
发射线圈
无线充电器的发射线圈产生交变磁场，在接收设备（手机等）发射线圈内的线圈中产生交变电流，实现电能的无线传输。
1．从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，接收设备线圈中的电流为_____1．顺时针（2分）
___方向。
(b)
t
B
B0
0
t0
2t0
3t0
R
(a)
B
−B0
4．如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为 N、半径为 a、电阻为 r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度 B 随时间 t 变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为 R。4.
E = EQ \F(2NB0πa2,t0)
q = EQ \F(2NB0πa2,R + r)
C（3分）
求：
（1）（计算）在 0 ~ t0 时间内，接收线圈中的感应电动势 E。
（2）（计算）在 0 ~ t0 时间内，通过定值电阻的电荷量 q。
（3）在 0 ~ t0、t0 ~ 1.5 t0 两段时间内，定值电阻上产生的热量之比为
A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．1∶4
跑步机（2023学年宝山二模五1、2、3）
跑步机是一种健身器材，图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距 L = 0.7 m、宽度 d = 0.3 m 的平行金属电极，其间充满磁感应强度 B = 0.5 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压传感器（看成理想电压表）和阻值为 0.5 Ω 的电阻 R 连接，绝缘橡胶带上每隔距离 d 就嵌入一个电阻 r = 0.2 Ω 的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中，电压传感器将其两端的电压 U 即时采集并输入电脑，获得的电压 U 随时间 t 变化的关系图像如图乙所1．由 a 指向 b，1.2
2．（1）D
（2）当 0 < t ≤ 4.0 s 时：v = 0.6t
当 t > 4.0 s 时：v = 2.4 m/s
3．答：可以。在技术上只要将电压传感器的电压读数（V）增至 4 倍，获得的数值作为相应的跑步速率（m/s）就可以了。
2023学年宝山二模5
示。
0
0.6
U/V
t/s
4.0
乙
R
B
d
L
绝缘橡胶带
橡胶带
运动方向
金属条
金属电极
电
压
传
感
器
a
b
甲
1．在 t = 4.0 s 时通过电阻 R 的电流方向为______________，电流大小为__________A。
2．以跑步机上运动的绝缘橡胶带为参照物
（1）在 0 ~ 4.0 s 内健身者（ ）
A．向右做匀速直线运动B．向左做匀速直线运动
C．向右做匀加速直线运动D．向左做匀加速直线运动
（2）（计算）写出健身者的运动速率 v 随时间 t 变化的函数式
3．（简答）试问是否可以将图甲中的电压传感器，方便地改制成可以测量跑步速率的速率仪呢？如果可以，请介绍一下方法。
电磁炮（2023学年崇明一模六24）
L
c
d
a
b
S
E，r
R
B
电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，为了研究问题的方便，将电磁炮简化为如图所示的模型（俯视图）。发射轨道为固定在水平面上的两个间距为 L 的平行金属导轨，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路，已知电源的电动势为 E，内电阻为 r。电容器的电容为 C。子弹载体可简化为一根垂直放置于金属导轨上、质量为 m、长度也为 L 电阻为 R 的金属导体棒 cd。忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。
完成下列问题：（24．（1）c 到 d，BEL/R
（2）
①电容器中的电能不能全部放完。由于导体棒运动过程在做切割磁感线，导体棒上会产生与电容器电压反向的感应电动势，该电动势会阻碍电容器电能的释放。当电容器电压与感应电动势相等时，不再放电。
②vm = EQ \F(BLCE,m + CB2L2)
2023学年崇明一模6
17分）
24．电容器充电自然结束后，将 S 接到 b，电容器经金属导体棒对外放电。
（1）此时导体棒中电流方向________（填“c 到 d”或者“d 到 c”），刚放电的瞬间，导体棒受到的安培力 F = ________。
（2）（计算）如果轨道足够长，当导体棒炮弹离开导轨前已经达到最大速度 vm。
①简要说明电容器中电能是否能全部放完？
②求最大速度 vm。
新能源汽车（2023学年崇明二模五25）
新能源车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者的青睐，新能源车将逐步替代传统燃油汽车成为家庭用车的主流。某款国产纯电四驱 SUV 汽车，其说明书的相关数据如下：重量 2 440 kg，搭载了 108.8 kW·h 大容量电池，电池能量密度为 150 W·h/kg。续航里程（充满电后汽车能行驶的最大路程）635 公里，百公里耗电 17.6 kW·h。最高时速达到 180 km/h。零至 100 km/h 加速时间 4.425．（1）内能，机械能， EQ \F(E – IR − Ir,BL) ，方向：向右
（2）正，C（BLv2 − IR）
2023学年崇明二模5
秒。
请完成下列问题（34 分）
B
L
A
R
B
E r
S
C
1
2
25．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为 L 的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感强度为 B，一导体棒 AB 垂直置于导轨上，其电阻为 R，并与金属导轨接触良好．图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为 E，内电阻为 r。电容器的电容为 C。除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。
（1）在模拟汽车启动时，将开关 S 接到 1 位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为_______能和_______能，某时刻电流强度为 I，则此时导体棒的速度为 v1 =__________。在图上标出导体棒速度方向。
（2）在模拟汽车减速时，将开关 S 接到 2 位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充电。充电过程中，电容器上极板带________电。在导体棒速度减速为 v2 时，充电电流为 I，此时电容器的所带的电量为__________。
火箭与卫星（2023学年奉贤二模五）
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2023 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第五十六颗北斗导航1．CD
2．（1）4318（2）B
3．A
4．C
5．（1）L = EQ \F(2Mg,kI2)
（2）E = EQ \F(2Mg2,I) t，0 ≤ t ≤ EQ \F(v0,g)
（3）U = IR + EQ \F(2Mg2,I) t，0 ≤ t ≤ EQ \F(v0,g)
（4）W = Mv02 + EQ \F(I2Rv0,g)
2023学年奉贤二模5
卫星。
P
Q
恒流电源
火箭
5．某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置，简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比，比例系数为 k（k 为常量）。接通电源，火箭和金属杆 PQ 一起，由静止起沿导轨以大小等于 g 的加速度匀加速上升到导轨顶端，火箭与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为 M，分离时速度为 v0，金属杆电阻为 R，回路电流为 I。金属杆与导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求：
（1）（4分）金属杆 PQ 的长度 L；
（2）（4分）金属杆 PQ 产生的电动势 E 与运动时间 t 的关系；
（3）（4分）恒流电源的输出电压 U 与运动时间 t 的关系；
（4）（4分）整个弹射过程电源输出的能量 W。
发电机（2023学年虹口二模六）
从发电厂、变电站引出的输电线，将电能输送到乡村、工厂和千家万户，为我们的美好生活做出了巨大贡献，而发电机则是功不可2．OA在 Δt 的时间内扫过面积 ΔS = EQ \F(1,2) θl2 = EQ \F(1,2) (ωΔt)l2
回路磁通量增加了 ΔΦ = B·ΔS = EQ \F(1,2) (ωΔt)Bl2
根据法拉第电磁感应定律得：电动势 E = n EQ \F(ΔΦ,Δt) = 1× EQ \F(ΔΦ,Δt) = EQ \F(1,2) Bωl2
2023学年虹口二模6
没。
2．（证明题）图示为某直流发电机的简化原理图。以 O 点为圆心、半径为 l 的圆弧形金属导轨MN固定在纸面内，长为 l 的导体棒 OA 可绕 O 点以角速度 ω 匀速转动，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律，证明导体棒产生的感应电动势 E = EQ \F(1,2) Bωl2。
校园生活（2023学年黄浦二模四）
身高 1.8 m，质量 70 kg 的小悟高中生涯即将结束，回首三年校园生活确实是精彩纷1．（1）C（2）等于；高于
2．f1 < f2 < f3
3．（1）N 流向 M
（2）E1 = 5.6×10−3 V
（3）Q = 7.84×10−6 J
（4）q = 1.4×10−3 C
2023学年黄浦二模4
呈。
3．小悟乘坐地铁上学所使用的交通卡如图（a），内部含有一个 7 匝的感应线圈。刷卡的原理可简化为如图（b）所示，线圈内的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度为 B（垂直纸面向内为正）。地铁站闸机发出磁场信号的 B – t 变化规律如图（c）所示，线圈中会产生相应的电信号。每匝线圈面积均为 S = 20 cm2，线圈的总电阻 r = 0.1 Ω，线圈所连接的芯片的电阻 R = 0.3 Ω，其余部分电阻不计。求：
芯片
感应线圈
（a）
（b）
R
M
N
B/mT
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0
20
40
60
（c）
（1）0.2 s 时刻，电阻 R 上电流的方向；
（2）0.05 s 时刻，线圈产生的感应电动势的大小；
（3）0 ~ 0.4 s 内，电阻 R 产生的焦耳热；
（4）0.4 ~ 0.5 s 内，通过电阻 R 的电荷量。
着舰（2023学年嘉定二模六）
着舰是舰载机降落在航母上的过程，其中包括拦阻阶段，即借助甲板的阻拦索系统，在短时间内急剧减速，安全停在航母2．sʹ = EQ \F(mv0(R + r),B2L2) (1 − EQ \F(v0t,2s) )
2023学年嘉定二模6
甲板上。
M
N
Q
P
a
b
R
v0
2．（计算）我国新一代航母福建舰采用了电磁阻拦技术，其工作原理如右图，电阻不计的平行金属轨道 MN、PQ 固定在水平面内，间距为 L，轨道左端连接阻值为 R 的电阻。长度为 L、阻值为 r、质量不计的导体棒 ab 垂直轨道置于其上。质量为 m 的舰载机挂钩勾住 ab 上质量不计的绝缘绳时关闭发动机，舰载机与导体棒具有共同速度 v0。若轨道间不加磁场，舰载机需滑行距离 s 后才能静止。
若轨道间存在竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场，ab 棒与轨道始终接触良好且垂直于轨道，舰载机滑行时间 t 后减速到静止，则滑行距离为多少？
电磁阻拦（2023学年金山二模五1、2、3）
M
N
a
d
b
c
v0
D
P
Q
B
0.2 m
0.1 m
某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量 m = 0.2 kg，金属框宽为 0.1 m、长为 0.2 m，电阻 R = 2 Ω，磁场宽度 D = 0.4 m，磁感应强度 B = 1.2 T，不1．0.3，0.18
2．（1）D
（2）如图
（3）q = 0.012 C
（4）由 F安 = eq \f(B2L2v,R) = ma 可知，进磁场过程中的平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由 W = Fs 可知，进磁场过程中克服安培力做功多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。
3．（1）B（Φ）随时间发生变化，B（Φ）的变化率
（2）C
2023学年金山二模5
计摩擦。
1．若 v0 = 5 m/s，则 ab 边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为________A；小车的加速度大小为________m/s2。
2．若 cd 边刚离开磁场边界 MN 时，小车速度恰好为零。
（1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（ ）
v
O
t
A．均为 abcdaB．均为 adcba
C．先 abcda 再 adcbaD．先 adcba 再 abcda
（2）定性画出小车运动的速度 v 随时间 t 变化的关系图像；
（3）（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量 q；
（4）（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。
3．该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈 a 中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈 b 内的磁感应强度 B，用电压传感器测量线圈 b 内的感应电动势 E。某次实验中得到的 B – t、E – t 图像如图（b）所示。
B/mT
t/s
0
E/mV
t/s
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
图（b）
图（a）
智能电源
线圈 a
线圈 b
磁传感器
（1）观察图（b）图像，可得：在线圈 b 中产生恒定感应电动势的条件是________________；感应电动势的大小与____________________有关。
（2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出（ ）
A．E – ΔB 图像B．E – ΔΦ 图像C．E – EQ \F(ΔB,Δt) 图像D．E– EQ \F(ΔΦ,Δt) 图像
电与磁（2023学年静安一模五1、4）
人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生1．B；C
4．（1）m = 0.1 kg
（2）QR = 5.85 J
（3）不正确。
以最大速度匀速下滑时灯泡中功率最大
可以通过减小 B 或增大 θ（合理即可）提高棒 ab 下滑过程中灯泡的最大功率。
2023学年静安一模5
电。
1．图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。图（b）是动圈式话筒构造示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作时分别利用了________和________（均选涂：A．“电流的磁效应”B．“磁场对通电导体的作用”C．“电磁感应”）。
B
a
b
θ
4．（简答）如图所示，足够长的光滑平行导轨倾斜放置，导轨间距为 L = 1 m，两导轨与水平面夹角为 θ = 30°，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为 R = 6 Ω。导体棒 ab 垂直于导轨放置，棒 ab 长度也为 1 m，电阻 r = 2 Ω，其余电阻不计。两导轨间存在磁感应强度为 B = 1 T 的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面向上。将棒 ab 由静止释放，在棒 ab 的速度 v 增大至 2 m/s 的过程中，通过灯泡的电量 q = 2 C，棒 ab 下滑的最大速度 vm = 4 m/s，棒 ab 与导轨始终接触良好。（取 g = 10 m/s2）
（1）求棒 ab 的质量 m；
（2）求棒 ab 由静止起运动至 v = 2 m/s 的过程中，灯泡产生的热量 QR；
（3）为了提高棒 ab 下滑过程中灯泡的最大功率，试通过计算提出可行的措施。某同学解答如下：灯泡的最大功率为 P = EQ \F(B2L2vm2R,(R + r)2) ，因此可以通过增大磁感应强度 B 来提高棒 ab 下滑过程中灯泡的最大功率。该同学的结果是否正确？若正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并通过计算提出两条可行的措施。
发电及电能输送（2023学年静安二模五）
根据电磁感应现象发明的发电机，变压器、远距离输电、电能储存等使得人类大规模用电成为1．（1）A（2）B（3）100； EQ \F(\R(2),100π)
2．4I，U/4
3．（1）B
（2）3.8×10−3（3.5×10−3 ~ 3.9×10−3均可）
4．（1）先做加速度减小的加速运动再做匀速直线运动
（2）7（3）QR = 0.37 J（4）q = 1.3 C
2023学年静安二模5
可能。
R
a
b
B
M
N
P
Q
4．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置，导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R = 0.4 Ω 的电阻，质量为 m = 0.01 kg、电阻为 r = 0.3 Ω 的金属棒 ab 紧贴在导轨上，其余电阻不计。一匀强磁场垂直穿过导轨平面，现使金属棒 ab 由静止释放，其下滑距离与时间的关系如下表所示。
（1）结合表格数据可知，金属棒的运动情况（定性描述）为：
_____________________________________________________________。
（2）当 t = 1.8 s 时，金属棒 ab 的速度大小 v =________m/s。
（3）（计算）金属棒 ab 开始运动的 1.8 s 内，电阻 R 上产生的热量 QR（保留 2 位有效数字）。
（4）（计算）金属棒 ab 开始运动的 1.8 s 内，通过金属棒 ab 的电量 q（保留 2 位有效数字）。
电磁发射（2023学年闵行二模五1、2、3）
2023 年 9 月 7 日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航1．垂直纸面向里；kI02L
2．（1）A（2）B（3） EQ \F(\R(2) n2,n1) I0
3．（1）I0RC（2）C
（3）
2023学年闵行二模5
行速度记录！
I0
导轨
I0
炮弹
恒流源
1．如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为 R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生________方向的磁场，其磁感应强度为 B = kI0（k 为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为________的安培力，从而推动炮弹加速。
a
b
c
d
O′
O
S
N
图（b）
2．如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。
I
导轨
I
炮弹
n2
n1
交流
电源
图（a）
（1）关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是（ ）
A．线圈 abcd 此时恰垂直于中性面
B．线圈 abcd 垂直于中性面时磁通量的变化率最大
C．线圈 abcd 产生交流电的周期为 EQ \F(2π,ω)
I
O
Im
− Im
T
t
图（c）
（2）若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力 F（水平向右为正方向），随时间变化情况为（ ）
F
O
Fm
− Fm
T
t
A
F
O
Fm
− Fm
T
t
C
F
O
Fm
T
t
B
（3）理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1 和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到________。（忽略回路自感效应）
导轨
炮弹
V
C
S
1
2
3．以脉冲电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键 S 打到 1 时直流电源对电容器充电，当电键 S 打到 2 时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。
（1）若装置的安全限制电流为 I0，则电容器至多储存电量为________。
（2）电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u – t 图可能为下图中的（ ）
v
t
O
图（d）
u
t
O
A
u
t
O
B
u
t
O
C
（3）在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v – t 图。
变化的电流（2023学年浦东一模二7）
当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电7．2 + t，2
2023学年浦东一模2
流。
7．感应电流（4分）
如图所示，左端接有阻值 R = 2 Ω 电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度 B = 1 T。一根长 L = 1 m，质量 m = 1 kg 的导体棒在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小 a = 2 m/s2。若框与导体棒的电阻不计，则外力 F 随时间 t 变化的函数表达式为 F = _________（N），0 ~ 2 s 内流经导体棒的电荷量为_________C。
无动力跑步机（2023学年浦东二模六16、17、18）
×
×
×
×
×
×
V
R0
R
a
d
b
c
橡胶带
运动方向
某兴趣小组利用金属导体棒切割磁感线的速度与电动势的对应关系将传送带改装成了可测速的无动力跑步机，结构如图所示。跑步机底座固定一对金属电极，其间充满匀强磁场，左侧与可变电阻（连有电压表）、定值电阻连接，绝缘橡胶带上每隔相同距离就嵌入相互平行的金属条（电阻不计）。跑步过程中，绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁16．B
17．（1）A（2）A
18．（1）2∶1
（2）v = EQ \F(3U,2BL)
（3）C
2023学年浦东二模6
场中。
16．（3分）假设金属条中的电子与金属条具有相同的速度。橡胶带运动后，金属条两端会产生电动势。作为“电源”，其“非静电力”源自于电子受到的（ ）
A．安培力B．洛伦兹力C．库仑力D．电场力
17．调节档位后，保持所有元件阻值不变。当某人在上面跑步时
（1）（2分）外电路上的电流方向为（ ）
A．abcdB．dcba
（2）（3分）将电压表 V 的电压刻度转换成跑步的速度值，则速度表盘刻度（ ）
A．均匀
B．不均匀，且靠近 0 刻度的标度更密
C．不均匀，且靠近 0 刻度的标度更疏
φ
a
b
c
d
a
位置
18．若平行金属电极间距为 L，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。定值电阻阻值为R0，当可变电阻阻值为 R 时，此时 a、b、c、d 各点的电势如图所示，
（1）（2分）图中时刻，可变电阻 R 与定值电阻 R0 的比值为__________。
（2）（4分）设 ab 之间电势差为 U，通过分析、推理，写出跑步速度 v 的函数表达式。（用 U、L、B 表示）
（3）（3分）当人保持恒定的速度快速奔跑时，人体 20% 的生物能转化为橡胶带的动能。当可变电阻功率最大时，其阻值满足（ ）
A．R = 0B．R = 0.2R0C．R = R0D．R = 5R0
风的利用（2023学年普陀二模四）
风是由空气流动引起的一种自然现象。从放飞风筝、风帆助航，到风力发电……都是人类对风的15．（1）B
（2）ω = EQ \F(2I(R + r),BL2)
2023学年普陀二模四
有效利用。
图 a 风杯组系统
风杯
转轴
O
A
O
A
弹性簧片
A
a
b
R
图b 电磁信号产生系统（俯视图）
15．某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图 a、b 所示。电磁信号产生系统由半径为 L 圆形区域的匀强磁场，阻值为 r 固定于风轮转轴的导体棒 OA（导体棒长度大于 L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下。
（1）风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A 端与弹性簧片接触时，流经电流表的电流方向是（ ）
A．a→bB．b→a
（2）（计算）若导体棒 A 端与弹性簧片接触时流过电路的电流强度恒为 I，测量电路中保护电阻的阻值为 R，其余电阻不计。求风杯转动的角速度 ω。
电磁感应现象（2023学年青浦一模二1、4）
法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变1．B
4．0.8，− 4.8
2023学年青浦一模2
了人类文明。
1．（3分）在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（ ）
A
电暖吹风
电磁炉
电热毯
电烤炉
B
C
D
a
b
B
R1
4．（4分）如图所示，面积为 0.2 m2 的 200 匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为 B =2 +0.2t 定值电阻 R1 = 6 Ω，线圈总电阻 R2 = 4 Ω，则回路中电流的大小为________A，a、b 两点间的电势差 Uab =_________V。
电磁感应现象与应用（2023学年松江二模四1、5）
1831 年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立1．A，B
5．
2023学年松江二模4
了电磁场理论。
A
B
ω
黄铜电刷
黄铜电刷
1．如图为最早的发电机装置，由_____（选涂：A．法拉第B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是_____（选涂：A．交流电B．直流电）。
5．如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒 ab 和 cd 垂直横跨在导轨两端，其中 cd 棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物 M 连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物 M 下落过程的速度时间 v – t 图像。
v/m·s−1
O
t/s
a
b
d
c
L
M
发电机（2023学年徐汇二模六）
a
b
B
Q
N
M
P
r
直流发电机的工作原理可以简化为如图所示情景。固定于水平面的平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 B。直导线 ab 在与其垂直的水平恒力 F 作用下，在导线框上沿恒力 F 方向以大小为 v 的速度做匀速直线运动，运动过程中导线 ab 与导轨始终保持1． EQ \F(B2L2v2∆t,R + r) ； EQ \F(B2L2v2∆t,R + r) ； EQ \F(B2L2v2r,(R + r)2)
2．（1）N = 8.0×1022
（2）ve = 7.8×10−6 m/s
3．（1）evB，eveB
（2）evveB∆t，− evveB∆t
2023学年徐汇二模6
良好接触。
1．已知 ab 的电阻为 R，导轨端点 MP 间接有阻值为 r 的电阻，其余电阻不计。ab 长度为 L，恰与平行轨道间距相等，与导轨间摩擦不计。在长度为 ∆t 的时间内，F 对导线 ab 所做的功 W =________；“发电机”产生的电能 E =_________；电阻 r 的热功率 Pr =__________。
2．若导线 ab 的质量 m = 8.0 g、长度 L = 0.10 m，感应电流 I = 1.0 A。（表中列出一些你可能会用到的数据）
（1）（计算）导线 ab 中具有的原子数；
（2）（计算）假设每个原子贡献 1 个自由电子，求导线 ab 中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率 ve。（保留 2 位有效数字）
B
f
f1
f2
a
b
3．从微观角度看，导体棒 ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述“发电机”能量转化中起着重要作用。图中画出导体棒中自由电子所受洛伦兹力的示意图。（下述问题均用前面出现的物理量符号表示即可）
（1）则其中洛伦兹力沿棒方向的分力 f1 = _________，垂直棒方向的分力 f2 = _________。
（2）导体棒 ab 在导体框上运动的 ∆t 时间内，f1 做功 W1 = _________，f2 做功 W2 = _________。
电磁场中的运动（2023学年杨浦二模五2、3）
不论是常见的电池还是发电机，其内部原理都与带电物体在电场、磁场中的2．（1）k = EQ \F(mgd,πR2q)
（2）L = EQ \R(\F(2d,g)) v0
3．（1）a = gsinθ + EQ \F(B2L2v0,2mR) ，方向沿斜面向下
（2）s = EQ \F((v0 − gt1sinθ)mR,B2L2)
（3）v2 = g(t1 + t2)sinθ – v0
2023学年杨浦二模5
运动息息相关。
B
P
v0
a
b
d
2．（计算）如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板 a、b，两板间距为 d。一质量为 m、电荷量大小为 q 的带电小球 P 从左侧两板中央以初速度 v0 水平向右射入。重力加速度为 g。
（1）要使 P 沿直线飞出金属板，判断 P 所带电荷量的正负并求磁感应强度 B 随时间 t 的变化率 k；
（2）当磁感应强度 B 随时间 t 的变化率变为原来的一半时 P 恰好能从 b 板右侧边缘飞出，求板长 L。
B
L
R
v0
θ
a
b
3．（计算）如图所示，两根光滑平行金属导轨间距为 L，与水平面夹角为 θ，两导轨上端用阻值为 R 的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。质量为 m 的金属杆 ab 以沿导轨平面向上的初速度 v0 从导轨底端上滑，ab 运动到最高点的时间为 t1，ab 从最高点返回到出发位置的下滑时间为 t2。运动过程中 ab 与导轨始终垂直且接触良好，不计 ab 和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为 g。求：
（1）ab 沿导轨上滑的速度为 EQ \F(v0,2) 时的加速度 a；
（2）ab 沿导轨上滑的最大距离 s；
（3）ab 沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。
磁悬浮电梯（2023学年长宁一模五1、2、3、4、5）
磁悬浮电梯是基于电磁原理和磁力驱动使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图（甲）所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成，其原理为：竖直面上相距为 b 的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为 B，每个磁场分布区间的长度都是 a，相间排列，如图（乙）所示。当这些磁场在竖直方向分别以速度 v1、v2、v3 向上匀速平动时，跨在两导轨间的宽为 b、长为 a，总电阻为 R 的导线框 MNPQ（固定在轿厢上）将受到磁场力，从而使轿厢悬停、向上或向下运1．I1 = EQ \F(2Bbv1,R)
2．M = EQ \F(4B2b2v1,gR)
3．甲：不正确。轿厢系统中的导线框要产生焦耳热。
乙：正确。外界提供的能量转化为导线框的内能。
4．v上 = v2 − v1
5．（1）P1 = EQ \F(4B2b2v12,R)
（2）P2 = EQ \F(4B2b2v1v2,R)
（3）P3 = EQ \F(4B2b2v1v3,R)
2023学年长宁一模5
动。
b
B
B
b
a
a
M
N
P
Q
甲
乙
（4分）轿厢悬停时，导线框中的电流大小 I1 QUOTE I1 ；
（4分）轿厢系统（含导线框的轿厢）的总质量 M；
（4分）甲乙两同学讨论了“轿厢悬停时，外界是否需要向轿厢系统提供能量”的问题。
甲：外界无需对轿厢系统提供能量，因为轿厢悬停时是静止的，本身并没有消耗能量。
乙：外界需要对轿厢系统提供能量，但不清楚外界提供的能量到什么地方去了。
甲同学的说法是否正确？如不正确，请指出其错误：
__________________________________________________；
乙认为“外界需要对轿厢系统提供能量”的说法是否正确？如正确，请回答他的疑问：
__________________________________________________。
（4分）轿厢向上匀速运动时的速度 v上；
（5分）在轿厢悬停、向上匀速运动以及向下匀速运动时，外界提供给轿厢系统的功率 P1、P2 和 P3 分别是多少？
时间 t（s）
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
下滑距离 s（m）
0
0.4
1.5
3.1
4.9
7.0
9.1
11.2
阿伏加德罗常数 NA
6.0×1023 ml −1
元电荷 e
1.6×10−19 C
导线 ab 的物质摩尔质量 μ
6.0×10−2 kg/ml