2025北京高三（上）期末物理汇编：电磁感应章节综合

第1页/共1页2025北京高三（上）期末物理汇编电磁感应章节综合一、单选题1．（2025北京通州高三上期末）在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈和定值电阻等元件组成如图甲所示电路。闭合开关，待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A．断开开关前灯泡中电流为B．灯泡电阻小于电阻和线圈的总电阻C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭D．断开开关后电阻所在支路电流如曲线所示2．（2025北京房山高三上期末）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（）A．感应电动势越来越大B．单位时间内，金属棒的动量增量变大C．金属棒中的机械能越来越小D．单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变3．（2025北京昌平高三上期末）如图所示，一质量为m、边长为的正方形导线框abcd，由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列说法正确的是（

）A．线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针方向B．线框穿越磁场的过程中电流大小为C．线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为D．线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为4．（2025北京朝阳高三上期末）如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（）A．若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0B．若A接通一直流电源瞬间，A和B相互排斥C．若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0D．若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向5．（2025北京朝阳高三上期末）如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中，下列选项正确的是（）A．线圈对桌面的压力总大于重力 B．线圈总有扩张的趋势C．弹簧的弹性势能一直减小 D．磁体和弹簧系统的机械能一直减小6．（2025北京通州高三上期末）如图，通有恒定电流的固定直导线附近有一圆形线圈，导线与线圈置于同一水平面。若减小导线中的电流强度，线圈内产生（）A．逆时针电流，且有收缩趋势B．逆时针电流，且有扩张趋势C．顺时针电流，且有收缩趋势D．顺时针电流，且有扩张趋势二、多选题7．（2025北京海淀高三上期末）用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学在实验操作中发现，开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。关于本实验，下列说法正确的是（）A．开关断开瞬间，电流表指针向右偏转B．为判断感应电流的磁场方向，需要记录感应电流的大小C．为判断感应电流的磁场方向，需确定线圈导线的绕向D．感应电流的方向与滑动变阻器滑片的滑动快慢有关8．（2025北京西城高三上期末）如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一导体圆环。规定磁场向上为正，磁感应强度B随时间t按图乙变化，则导体圆环（）A．在内感应电流方向不变 B．在时感应电流为零C．在内感应电流大小不变 D．在内有收缩趋势9．（2025北京海淀高三上期末）如图所示，间距为的水平型导体框置于竖直向下的匀强磁场中，型导体框左端连接一阻值为的电阻。将一质量为、电阻为的导体棒静置于导体框上。从某时刻开始，对导体棒施加一水平向右的恒定拉力，使其沿导体框向右运动，经过时间，导体棒恰好运动至图中虚线位置，此时速度大小为。已知磁感应强度大小为，不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。在此过程中（）A．导体棒中感应电流的方向为B．导体棒的平均速度大小为C．通过电阻的电荷量为D．电阻上消耗的电能为三、实验题10．（2025北京通州高三上期末）(1)在“金属丝电阻率的测量”实验中，某同学设计了如图1所示的电路进行实验。该同学取一段金属丝连接到实验电路中，通过测量金属丝两端的电压和通过金属丝的电流，以及金属丝接入电路的有效长度和金属丝的直径，即可计算出该金属丝的电阻率（用上述测量量表示）。(2)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学首先按图2所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图3所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验________（填选项前的字母）。A．干电池是否为新电池B．电流计测量的电流是否准确C．电流计指针偏转方向与电流方向的关系(3)某实验小组用如图4所示的电路研究电容器充、放电情况，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。实验时，根据图4所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图5所示。a．电容器放电时，流过电阻的电流方向为（选填“由到”或“由到”）；b．从理论分析可知，对于理想电容器，在图5中阴影部分的面积（选填“>”、“<”或“=”）。四、解答题11．（2025北京海淀高三上期末）物理学家可以通过构建新模型、借助已有理论和逻辑推理，形成对微观世界的新认识，如对光电效应、粒子散射实验等现象的解释。经典理论认为：①金属导体中自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，形成了自由电子定向移动的阻力，其大小为称为阻力系数，为自由电子定向移动的速率。②通电金属导线中，电场线总是与导线的表面平行。已知元电荷为，忽略电子的重力及其热运动的影响，请借助上面的理论，通过构建模型来解答以下问题。(1)现有两种不同的金属材料1和2，材料对电子定向移动的阻力系数分别为和，单位体积内的自由电子数分别为和。如图甲所示，用这两种金属材料制成横截面积相同、长度相同的两个圆柱形导体，将它们串联在一起接入电路，达到稳定时会有恒定电流流过。A.在电压、电流、电阻三个电学量中，写出稳定时两导体一定相同的物理量。B．求稳定时两导体中的电场强度大小之比。(2)测得（1）中的两种圆柱形导体的横截面积相同，将它们制成半径为的两个半圆环，再拼接成一个导体圆环（圆柱形导体截面的直径远小于圆环半径），如图乙所示，为拼接位置。已知。金属细圆环内部存在垂直于圆环平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，其激发的涡旋电场会推动电子开始沿圆环运动。由于电子定向移动速率比较小，可忽略自由电子绕圆环运动所需的向心力。经过短暂的时间后，电子的运动达到稳定状态。A.在稳定状态下，导体1中某电子受到的涡旋电场力如图丙所示，请补充完整该电子受力的示意图；并判断拼接位置处堆积的净剩电荷的电性。B．求稳定状态下，导体1中的静电场场强大小。12．（2025北京通州高三上期末）如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，且与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒由静止开始沿导轨以的加速度向右做匀加速运动，已知导体棒的质量。(1)时，求导体棒中感应电流的大小和方向；(2)若在时撤掉拉力，导体棒将开始做减速运动，并最终停在导轨上。求：a．从撤掉拉力到导体棒停止运动的过程中，安培力对导体棒所做的功；b．在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的速度时间图像。13．（2025北京通州高三上期末）电子显微镜的减振装置可以提高显微镜成像的清晰度和准确性。某种减振装置的简化结构如图1所示。轻弹簧上端悬挂在点，下端点与绝缘平台相连。平台下表面通过绝缘轻杆与线圈相连。线圈始终处于辐向磁场中，该磁场分布关于线圈中心竖直轴对称。处于静止状态的平台在时受到外界微小扰动后，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼振动。在振动过程中，线圈所在的平面始终水平，其位移随时间变化的图像如图2所示。已知时，线圈的速度大小为，方向竖直向下。时刻线圈的振幅为。平台和线圈的总质量为，弹簧的劲度系数为，线圈半径为、电阻为，线圈所在处磁感应强度大小均为。已知当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，重力加速度为。求：(1)平台静止时弹簧的伸长量；(2)时，线圈所受到安培力的大小；(3)在时间内，线圈产生的焦耳热；(4)在时间内，线圈所受到安培力的冲量大小。14．（2025北京朝阳高三上期末）如图1所示，足够长光滑平行导轨水平放置，相距为L，左端连有一定值电阻R。磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于线框平面。长度为L，电阻为的导体棒沿光滑水平导轨向右做匀速运动，速度大小为v，导体棒与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻。(1)求c、d两端的电压U；(2)求棒所受的安培力大小；(3)若零时刻开始，沿速度方向向右再施加一个恒力，在图2中定性画出导体棒的速度v随时间t的变化图线。

参考答案1．C【详解】AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关前，灯泡中电流为，故AD错误；B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误；C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成回路，且断开开关S前电感线圈L所在支路的总电阻小于小灯泡的电阻，则其电流大于流过小灯泡的电流，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。故选C。2．D【详解】A．金属棒做平抛运动，水平速度不变，根据E=BLv0可知，棒中的感应电动势不变，故A错误；B．根据动量定理可知，单位时间内，金属棒的动量增量为，大小不变，故B错误；C．金属棒在运动过程只有重力做功，则机械能守恒，故C错误；D．单位时间内ab的水平位移为v0，则扫过的曲面中的磁通量不变，故D正确；故选D。3．C【详解】A．线框进入磁场的过程中，ab边切割磁感应线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针方向，故A错误；B．由题知，线框进入磁场后开始做匀速运动，根据平衡条件有解得电流为故B错误；C．从ab边进入磁场到cd边则好离开磁场，线框一直做匀速运动，且下降的高度为；根据能量守恒，可知线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，则有故C正确；D．线框从高为h处静止释放，根据能量守恒有解得则线框以进入磁场做匀速运动，经时间t完全进入磁场，则有则线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为故D错误。故选C。4．B【详解】A．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，则线圈B中会产生感应电流，即电流表的示数不为0，选项A错误；B．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律，线圈B中产生的磁场与线圈A中磁场反向，则A和B相互排斥，选项B正确；C．若A接一正弦交流电源，则穿过线圈B的磁通量不断变化，则线圈B中会产生感应电流，则电流表的示数不为0，选项C错误；D．若A接一正弦交流电源，当A中电流增加时，B中磁场与A中反向；若当A中电流减小时，B中磁场与A中同向，选项D错误。故选B。5．D【详解】AB．磁体向下运动时，穿过线圈的磁通量增加，线圈有缩小趋势，磁体对线圈的作用力为向下的排斥力，线圈对桌面的压力大于重力；磁体向上运动时，穿过线圈的磁通量减少，线圈有扩张趋势，磁体对线圈的作用力为向上的吸引力，线圈对桌面的压力小于重力，故A、B错误；C．磁体上下运动，弹簧长度时而增大时而减小，所以弹簧弹性势能时而变大时而变小，故C错误；D．磁体上下运动过程中，线圈对磁体的作用力对磁体始终做负功，所以磁体和弹簧系统的机械能一直减小，故D正确。故选D。6．D【详解】当导线中电流强度减小，导线将产生的磁场减弱，使得穿过线框的磁通量减小，从而产生感应电流阻碍磁通量的减小，依据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生顺时针方向感应电流，为阻碍磁通量的减小，则线圈有扩张趋势。故选D。7．AC【详解】A．开关闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向左偏转；开关断开瞬间，穿过线圈B的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，感应电流方向与开关闭合瞬间相反，所以电流表指针应向右偏转，故A正确；B．判断感应电流的磁场方向，依据楞次定律，与感应电流的大小无关，故B错误；C．要判断感应电流的磁场方向，需要知道线圈B的绕向，这样才能根据安培定则确定感应电流的方向，故C正确；D．感应电流的方向取决于磁通量的变化情况，而不是滑动变阻器滑片的滑动快慢，滑动变阻器滑片的滑动快慢影响感应电流的大小，故D错误。故选AC。8．AC【详解】AD．根据楞次定律判断可知内与内，感应电流方向相同，均为俯视图顺时针，在内磁通量先减小后增大，根据楞次定律“增缩减扩”推论，线圈先由扩张趋势，后有收缩趋势，故A正确，D错误；BC．在时磁通量为零，但磁通量变化率不为零，感应电动势不为零，感应电流不为零，在内磁通量变化率不变，感应电动势不变，感应电流大小不变，故B错误，C正确。故选AC。9．AC【详解】A．根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为，故A正确；B．若导体棒是做初速度为零的匀加速直线运动，则这段时间的平均速度大小为；而实际对导体棒受力分析，可知导体棒，受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力，根据牛顿第二定律有又，联立解得可知随着速度的增大，导体棒做加速度不断减少的加速运动。作出初速度为零的匀加速直线运动的v-t图像（图中实线）和初速度为零且加速度不断减少的变加速直线运动的v-t图像（图中虚线），如图所示由图可知，在相同的时间内虚线与时间轴围成的面积大于实线与时间轴围成的面积，故该运动在时间t内的平均速度大于，故B错误；C．对导体棒，根据动量定理有又电量为联立解得故C正确；D．由题意分析，可知整过程电流是由零逐渐增大，当速度为v时，回路中的电流为，为这段时间的最大值，并不是整个过程的电流，根据焦耳定律可知，公式中的I为整个过程的电流，故不能这个公式来计算R产生的热量，故D错误。故选AC。10．(1)(2)C(3)由到=【详解】（1）根据其中得（2）图2与图3进入灵敏电流计的电流方向不同，是检验电流计指针偏转方向与电流方向的关系。故选C。（3）[1]由图4可知电容器充电时，上极板带正电，放电时，流过电阻的电流方向为由到；[2]对于理想电容器，充电电荷量和放电电荷量相等，而图像所围成的面积表示电荷量，故图5中阴影部分的面积=。11．(1)A.电流；B.(2)A.见解析；B.【详解】（1）A.串联电路中，相同的量为“电流”B.根据电流的定义有可得因为电流不变，所以将电子在两导体中运动视为匀速直线运动，根据二力平衡有，得（2）A.受力示意图见答图；拼接位置处堆积的净剩电荷为负电荷；

B.增大磁场会激发