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2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题3
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这是一份2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题3，共30页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题3
一、单选题
1．（2023·北京西城·统考一模）一个白炽灯泡额定电压为，额定功率为，接在交流电源上正常工作，则（ ）
A．灯泡电压的峰值为
B．流过灯丝的电流有效值约为
C．内灯泡消耗的电能是
D．内灯丝产生的热量是
2．（2023·北京朝阳·统考一模）图甲为指尖般大小的一种电动机，由于没有铁芯，被称为空心杯电机。这种新颖的结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、灵敏、节能等特性，广泛应用在智能手机、平板电脑、医疗、无人机等方面。图乙为一种空心杯电机原理的简化示意图。固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场（俯视图）；作为转子的多组线圈绕制成水杯状，电流经边缘流入和流出，可简化为沿圆柱体对角线的单匝线圈（图中a、b分别为线圈与顶面和底面的切点）。当线圈通电时，可在安培力作用下绕OO＇轴转动。设图示时刻线圈的电流为I，方向如图所示，线圈所在处的磁感应强度大小均为B。图中线圈实线部分的长度为L。下列说法正确的是（ ）
A．图中线圈转动过程中，穿过该线圈的磁通量保持不变
B．图示位置，线圈实线部分所受安培力的大小为BIL
C．图示位置，线圈在安培力的作用下将绕OO＇轴逆时针转动（俯视）
D．为使空心杯电机正常转动，则应保持线圈中的电流方向不变
3．（2023·北京西城·统考一模）具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素．让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核恰好能离开电场，轨迹如图所示．不计粒子的重力，则（ ）
A．不能离开电场
B．在电场中受到的电场力最大
C．在电场中运动的时间最短
D．在电场中运动的过程中电场力对做功最少
4．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时金属棒以初速度v水平向右运动，经过一段时间停在导轨上。下列说法不正确的是（ ）
A．全过程中，金属棒克服安培力做功为
B．全过程中，电阻R上产生的焦耳热为
C．时刻，金属棒受到的安培力大小为
D．时刻，金属棒两端的电压
5．（2023·北京朝阳·统考一模）如图是某交流发电机的示意图。当线圈abcd绕垂直于匀强磁场方向的转轴OO＇匀速转动时，电路中产生电流的最大值为，外电路的电阻为R。图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为T。下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零
B．在图示位置，线圈中的电流方向为a→b→c→d
C．在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
D．从图示位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
6．（2023·北京平谷·统考一模）摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动
7．（2023·北京·统考模拟预测）一根带有绝缘皮的硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023·北京·统考模拟预测）近代物理研究表明K-介子衰变的方程为，其中K-介子和π-介子带负电的基元电荷，介子不带电。一个K-介子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻K-介子发生衰变，观察到π-介子做半径为2R的匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，介子的轨迹未画出。则K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为（ ）
A． B． C． D．2：1：3
9．（2023·北京丰台·统考一模）在如图所示的电路中，开关S闭合。两平行金属极板a、b间有匀强磁场，一带电粒子以速度v水平匀速穿过两极板，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．该粒子一定带正电
B．仅增大粒子的速度，粒子一定向a板偏转
C．仅将滑动变阻器的滑片P向下移动，粒子一定向b板偏转
D．仅增大粒子所带电荷量，粒子一定仍沿水平方向穿过两极板
10．（2023·北京丰台·统考一模）静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标原点O对称。在x轴上取A、B、C、D四点，A和D、B和C分别关于O点对称。下列说法正确的是（ ）
A．C点的电场强度方向与x轴正方向相反
B． C、D两点的电场强度
C．试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功
D．同一试探电荷在B点和C点具有的电势能相等
11．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界，磁场中放置一半径为R圆柱形物体，其上涂有荧光物体，电子打到上面会发出荧光．圆柱形物体的圆心到边界MN的距离为．现有一束平行的电子束沿垂直于左边界MN向右射人磁场区，已知电子质量为m，电量为e．则下列分析判断正确的是（ ）
A．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度等于
B．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度等于
C．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度大于
D．若电子初速度满足，圆柱形物体上将不会发光
12．（2023·北京·模拟预测）2023年3月，中国科学技术大学超导量子计算实验室成功实现了三维封装量子计算机原型，其主要构成材料之一为金属超导体。超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体，且当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外。如图为某超导体在不同温度下两端电压和流经超导体电流的U-I特性曲线，温度分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．当超导体处在超导状态时，两端能够测出电压
B．将超导体置于磁场中，处于超导状态时内部磁感应强度不为零
C．根据三条曲线的变化趋势，可推断
D．随着流经超导体的电流增大，超导状态将被破坏
13．（2023·北京丰台·统考一模）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
14．（2023·北京平谷·统考一模）“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上，滑块m穿在AB之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂，能使滑片P在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表表盘上部分电压刻度值。系统静止时，滑片P在滑动变阻器的中点，此时电压表指针指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法：①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池。（ ）
A．①和②都正确 B．①和②都错误 C．①正确，②错误 D．①错误，②正确
15．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中，此时a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，a点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
16．（2023·北京石景山·统考一模）交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此发电机电动势的有效值为20V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流为0
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
17．（2023·北京平谷·统考一模）如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形的对角线边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（ ）
A．将一正电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加
B．O点电势与C点电势相等
C．DO间的电势差等于OB间的电势差
D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下
18．（2023·北京·模拟预测）用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流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曲线，如图乙所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息，下列说法错误的是（ ）
A．由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量
B．不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则图线与坐标轴围成的面积S将减小
C．由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
D．若电容器放出的总电荷量为Q，R两端的最大电压为，则电容器的电容为
19．（2023·北京·模拟预测）如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。则金属杆（ ）
A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B．穿过磁场Ⅰ的时间等于在两磁场之间的运动时间
C．穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
20．（2023·北京石景山·统考一模）汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会发热
B．制动力的大小与导体运动的速度无关
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
21．（2023·北京·模拟预测）A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A． B． C． D．
22．（2023·北京·模拟预测）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A．动能增加 B．机械能增加
C．重力势能增加 D．电势能增加
23．（2023·北京·模拟预测）1932年，师从密立根的中国科学家赵忠尧，在实验中最早观察到正负电子对产生与湮没，成为第一个发现正电子的科学家。此后，人们在气泡室中，观察到一对正负电子的运动轨迹，如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向外，电子重力忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．右侧为负电子运动轨迹
B．正电子与负电子分离瞬间，正电子速度大于负电子速度
C．正、负电子所受洛伦兹力始终相同
D．正、负电子在气泡室运动时，动能减小、半径减小、周期不变
24．（2023·北京·模拟预测）据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（ ）
A．U越大，表示c越小
B．U越大，表示c越大
C．检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小
D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越少
25．（2023·北京·模拟预测）图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是（ ）
A．等势面A电势最低
B．粒子从a运动到b，动能减小
C．粒子从a运动到b，电势能减小
D．粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和增大
26．（2023·北京·模拟预测）一交流电压的表达式为(V)，由该表达式可知（ ）
A．t=0.01s时，用电压表测该电压时电压表的示数为0
B．该交流电压的周期为0.02s
C．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 W
D．时，该交流电压的瞬时值为50 V
二、多选题
27．（2023·北京·统考模拟预测）一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O点，在O的正下方有一半径为的圆形匀强磁场区域，其圆心与O在同一竖直线上，若金属环的圆心为，如图所示。现使绝缘轻细杆由水平位置由静止释放，下摆中金属环所在平面始终垂直磁场，已知重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．金属环最终可能静止在点的正下方
B．金属环在进人磁场时所受安培力的方向沿连线方向
C．金属环在整个过程中产生的焦耳热是
D．金属环在第一次进入磁场过程中通过导线截面的电量为
28．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，abcd是边长为l、电阻为R的正方形金属框，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度B=B0，此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是（ ）
A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
B．若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
C．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
D．若将金属框向右移动l，通过金属框截面的电量为
29．（2023·北京·统考模拟预测）如图甲所示，质量为、带正电的物块放在绝缘的水平桌面上，滑块处在匀强电场中，电场强度，重力加速度．从原点O开始，物块与桌面的动摩擦因数随x的变化如图乙所示，取原点O的电势能为零，则下列判断正确的是（ ）
A．物块运动的最大速度为
B．物块向右运动的最大位移为
C．当物块速度为，物块的电势能可能为
D．物块最终静止时，物块与水平桌面因摩擦生热量为
参考答案：
1．C
【详解】A．白炽灯泡额定电压为有效值，则灯泡电压的峰值大于220V，故A错误；
B．流过灯丝的电流有效值约为
故B错误；
CD．灯泡为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为热量，内灯泡消耗的电能即产生的热量是
故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．图中线圈转动过程中，由于固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场，则穿过该线圈的磁通量发生变化，故A错误；
B．图示位置，线圈实线部分所受安培力为
其中d为实际切割磁感线的线圈长度，故B错误；
C．根据左手定值可知，线圈实线部分受到的安培力向里，，线圈虚线部分受到的安培力向外，故线圈在安培力的作用下将绕OO＇轴逆时针转动（俯视），故C正确；
D．由于固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场，所以转动过程中，线圈中的电流方向需改变，才可以使空心杯电机正常转动，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】A. 三种粒子在电场中均做类平抛运动，设金属板的长度为L，P点距底板的距离为h，则由平抛运动的相关知识可得
，
联立解得
分析可知，能否离开电场与比荷有关，氘核恰好能离开电场，则可知不能离开电场，故A正确；
B. 电场力
同一电场，所带电荷量相同，故三种粒子在电场中所受电场力大小相等，故B错误；
C. 三种粒子的初速度相同，不能离开电场，故可知 在电场中运动的时间最短，和都能离开电场，则在电场中运动的时间相同，故C错误；
D. 电场力做功
电荷量相同，电场强度相同，分析可知和在电场中运动的竖直位移相等，而在电场中运动的竖直位移较小，因此在电场中运动的过程中电场力对做功最少，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．全过程对导体棒用动能定理有
金属棒克服安培力做功为，A正确；
B．全过程中，设电阻R上产生的焦耳热为，电阻r上产生的焦耳热为，由能量守恒定律有，
解得
B正确；
C．时刻，金属棒受到的安培力F的大小为
解得
C正确；
D．时刻，根据闭合电路欧姆定律得，金属棒两端的电压为
D错误。
本题选不正确的，故选D。
5．A
【详解】AB．图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小且为零，电流最小也为零，故A正确，B错误；
C．电路中电流的有效值为
在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
故C错误；
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
故D错误。
故选A。
6．B
【详解】AB．当永久磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁体会对铝盘上的感应电流有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，A错误，B正确；
C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，C错误；
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，永久磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知，铝盘不能同永久磁体完全同步转动，转速低于磁体，D错误。
故选B。
7．C
【详解】根据法拉第电磁感应定律，大圆中的感应电动势为
每个小圆中的感应电动势为
根据楞次定律可知小圆中的感应电动势方向与大圆中的感应电动势方向相反，所以线圈中总的感应电动势大小为
故选C。
8．C
【详解】对K-介子，根据洛伦兹力公式和向心力公式可得
可得K-介子的动量为
同理，可得π-介子的动量为
则K-介子、π-介子的动量大小之比为；
K-介子发生衰变，π-介子、介子组成的系统动量守恒，即介子的动量等于π-介子的动量，所以K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为
故选C。
9．D
【详解】A．两极板间电场方向向下，若正电荷粒子所受电场力向下，洛伦兹力向上；若负电荷粒子所受电场力向上，洛伦兹力向下，则无论正负电荷都可以匀速穿过两极板，A错误；
B．根据左手定则判断知，带正电的粒子受到的洛伦兹力竖直向上，电场力竖直向下，粒子沿直线飞出叠加场区域，根据平衡条件有
同理，对带负电的粒子，判断知粒子受到的洛伦兹力竖直向下，电场力竖直向上，粒子沿直线飞出叠加场，根据平衡条件有
所以，仅增大粒子的速度，洛伦兹力增大，电场力不变，故粒子可能向上也可能向下运动，B错误；
C．仅将滑动变阻器的滑片P向下移动，两极板间的电势差增大，电场力增大，合力可能向上也可能向下，故粒子不一定向b板偏转，C错误；
D．仅增大粒子所带电荷量，电场力和洛伦兹力合力仍为零，故粒子一定仍沿水平方向穿过两极板，D正确。
故选D。
10．C
【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，因从A到D电势一直降低，可知场强方向沿x轴正向，即C点的电场强度方向与x轴正方向相同，选项A错误；
B．因φ-x图像的斜率等于场强大小，则C、D两点的电场强度，选项B错误；
C．因电场强度方向沿x轴正向，可知试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功，选项C正确；
D．因B点的电势高于C点，可知同一试探电荷在B点和C点具有的电势能不相等，选项D错误。
故选C。
11．C
【详解】如图所示
A．设电子进入磁场回旋轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力
解得
若电子的初速度满足，则
应用平移圆可知电子均不能打到圆柱体表面上，不会发光，A错误；
B．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得在圆柱形物体上之间的一段劣弧发光，B错误；
C．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得在圆柱形物体上之间的一段优弧发光，C正确；
D．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得圆柱形物体上所有部位都将会发光，D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．当超导体处在超导状态时，导体的电阻变为零，则不能测出两端电压，选项A错误；
B．由题意可知，当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外，则处于超导状态时内部磁感应强度为零，选项B错误；
C．因为当低于某一温度后导体的电阻变为零，即同一较小的电压时电流可以变得很大，则根据三条曲线的变化趋势，可推断
选项C错误；
D．根据U-I图像可知，随着流经超导体的电流增大，电压与电流关系图像逐渐向T1的图像靠近，即导体的电压和电流趋近与正比关系，即导体的电阻趋近于某一固定值，即超导状态将被破坏，选项D正确。
故选D。
13．A
【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。
故选A。
14．A
【详解】①系统静止时敏感元件两端弹簧位于自然状态，设系统以加速度a向右加速运动，敏感元件向左移动的距离为x，由胡克定律和牛顿第二定律可得
设的长度为，两端的电压恒为，则此时电压表的示数
解得
联立得
可知系统加速度与电压表示数之间成一次函数关系，凡因变量与自变量间成一次函数的测量仪表刻度盘刻度都是均匀的，①正确；
②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，则两端的电压不变，仍为，根据①分析可知加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池，故②正确。
故选A。
15．B
【详解】甲乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，而b点的磁感应强度大小为B2，因此两环在b点产生的磁感应强度均为，甲环在a点和b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故甲环在a点产生的磁感应强度为而a点的磁感应强度大小为B1，因此乙环在a点产生的磁感应强度为。
故选B。
16．D
【详解】A．根据
解得
故A错误；
B．根据
解得
故B错误；
CD．当线圈平面转到图示位置时处于与中性面垂直的位置，易知磁通量的变化率最大，产生的电流最大。故C错误；D正确。
故选D。
17．D
【详解】A．将一正电荷由A点移到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小，故A错误；
B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；
C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误；
D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向与该点电场方向相反，竖直向下，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】A．根据可知图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，选项A正确；
B．图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则电源电压U不变，电容器电容C不变，根据可知电容器的总电荷量不变，选项B错误；
C．根据可知由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
选项C正确；
D．电容器放出的总电荷量Q即为电容器充满电时的电荷量，R两端的最大电压即为电容器充满电时的电压，根据可知电容器的电容为
选项D正确；
本题选错误的，故选B。
19．C
【详解】A．由于金属杆进入两个磁场的速度相等，而穿出磁场后金属杆做加速度为g的加速运动，所以金属杆进入磁场Ⅰ时应做减速运动，加速度向上，故A错误；
B．对金属杆受力分析，根据
可知，金属杆做加速度减小的减速运动，而金属杆在两个磁场间做匀加速运动，又因为金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，金属杆在磁场Ⅰ中运动的平均速度小于在磁场间运动的平均速度，两段位移相同，故穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，故B错误；
C．从进入Ⅰ磁场到进入Ⅱ磁场之前过程中，动能不变，根据能量守恒，金属棒减小的重力势能全部转化为焦耳热，又因为进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆通过磁场Ⅰ和磁场Ⅱ产生的热量相等，则总热量为
故C正确；
D．若金属杆进入磁场做匀速运动，则
得
有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于，根据
得金属杆进入磁场的高度应
故D错误。
故选C。
20．D
【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据
可知，制动过程中，导体会发热，A错误；
B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B错误；
C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误；
D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。
故选D。
21．C
【详解】通过电热器A的电流有效值为IA，则有
解得
则电热器A的电功率为
通过电热器B的电流有效值为
则电热器B的电功率为
则有
故选C。
22．C
【详解】将小球的运动沿竖直方向和水平方向进行分解，可知竖直方向只受重力作用，做竖直上抛运动，水平方向只受电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，故小球从M运动到N，小球上升到最大高处，则根据功能关系可知
动能的增加量
机械能的增加量
重力势能的增加量
电势能的增加量
所以电势能减少了。
故选C。
23．D
【详解】A．由左手定则可知，图中右侧为正电子运动轨迹，左侧为负电子运动轨迹，故A错误；
B．电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
由图示电子运动轨迹可知，正电子轨迹半径小，则正电子速度小于负电子速度，故B错误；
C．正、负电子所受洛伦兹力方向时刻发生变化，所以正、负电子所受洛伦兹力不相同，故C错误；
D．电子在磁场中做圆周运动的周期
周期与速度大小、轨迹半径无关，则正、负电子在气泡室运动时，有能量损失，则动能减小、轨迹半径减小、周期不变，故D正确。
故选D。
24．B
【详解】AB．图中酒精传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精传感器的电阻减小，由题意可知：酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确；
C．检测到驾驶员喝了酒时，c增大，减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U的示数增大，故C错误；
D．由上分析可知，U越大，c增大，表示检测到驾驶员喝酒越多。故D错误。
故选B。
25．C
【详解】A．根据电场线垂直于等势线，粒子所受外力的合力指向轨迹内侧可知，由于粒子仅受电场力，则电场力方向垂直于等势线向右，粒子带正电，则电场线垂直于等势线向右，根据沿电场线电势降低，则等势面A电势最高，A错误；
BC．粒子从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，动能增大，B错误，C正确；
D．粒子从a运动到b的过程中，只有电势能与动能之间的转化，则电势能与动能之和不变，D错误。
故选C。
26．B
【详解】A.电压表的示数为有效值， t=0.01s时，用电压表测量该电压时电压表的示数为100V，A错误；
B. 该交流电压的周期为
B正确；
C. 将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为
C错误；
D. 时，该交流电压的瞬时值为
D错误。
故选B。
27．BCD
【详解】A．金属环进入磁场与出磁场过程中，穿过环的磁通量发生变化，有感应电流，则进入磁场与出磁场过程均有一部分机械能转化为焦耳热，因此，金属环每次摆动的最高点位置不断降低，直到金属环与磁场圆内切时速度为0之后，在摆动过程中，穿过金属环的磁通量不再改变，环中不再产生感应电流，金属棒之后在左右与磁场圆内切的位置往返摆动，可知金属环最终不可能静止在点的正下方，A错误；
B．金属环在进人磁场时，产生感应电流，受到安培力
金属圆环与磁场圆的两交点连线为两个圆的一条公共弦，该条弦的长度为金属环在进人磁场时所受安培力中的等效长度L，根据左手定则可知，安培力垂直于该公共弦，根据楞次定律，该安培力为阻力，即金属环在进人磁场时所受安培力的方向沿连线方向，B正确；
C．根据上述可知，金属环最终与磁场圆内切时速度为0，作出示意图如图所示
根据几何关系，金属环在切点A、C位置时，其圆心与O、O2的距离均为，则金属环A、C位置时，圆心到O的高度为
则有
C正确；
D．金属环最终全部进入磁场中，在磁场中左右往返摆动，在整个过程中磁通量的变化量为
感应电动势的平均值
感应电流的平均值
解得
D正确。
故选BCD。
28．CD
【详解】A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度到达该位置时磁通量为0，该过程中磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
A错误；
B．将金属框以ad为轴向纸面外转动角度，穿过金属框的磁通量转动前后方向相反，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
B错误；
C．将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，穿过金属框的磁通量转动前后方向相反，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
C正确；
D．将金属框向右移动l，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
D正确。
故选CD。
29．BC
【详解】A．电场力
摩擦力
当时，即时速度最大，根据动能定理得
解得
A错误；
B．设向右运动得最大距离为，根据动能定理可得
解得
B正确；
C．设当物块速度为时的位移为，根据动能定理可得
解得
所以电势能
C正确；
D．根据能量守恒定律可知当物块停止运动时电势能的减少量将全部转化为摩擦生热，即
D错误。
故选BC。
2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题3
一、单选题
1．（2023·北京西城·统考一模）一个白炽灯泡额定电压为，额定功率为，接在交流电源上正常工作，则（ ）
A．灯泡电压的峰值为
B．流过灯丝的电流有效值约为
C．内灯泡消耗的电能是
D．内灯丝产生的热量是
2．（2023·北京朝阳·统考一模）图甲为指尖般大小的一种电动机，由于没有铁芯，被称为空心杯电机。这种新颖的结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、灵敏、节能等特性，广泛应用在智能手机、平板电脑、医疗、无人机等方面。图乙为一种空心杯电机原理的简化示意图。固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场（俯视图）；作为转子的多组线圈绕制成水杯状，电流经边缘流入和流出，可简化为沿圆柱体对角线的单匝线圈（图中a、b分别为线圈与顶面和底面的切点）。当线圈通电时，可在安培力作用下绕OO＇轴转动。设图示时刻线圈的电流为I，方向如图所示，线圈所在处的磁感应强度大小均为B。图中线圈实线部分的长度为L。下列说法正确的是（ ）
A．图中线圈转动过程中，穿过该线圈的磁通量保持不变
B．图示位置，线圈实线部分所受安培力的大小为BIL
C．图示位置，线圈在安培力的作用下将绕OO＇轴逆时针转动（俯视）
D．为使空心杯电机正常转动，则应保持线圈中的电流方向不变
3．（2023·北京西城·统考一模）具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素．让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核恰好能离开电场，轨迹如图所示．不计粒子的重力，则（ ）
A．不能离开电场
B．在电场中受到的电场力最大
C．在电场中运动的时间最短
D．在电场中运动的过程中电场力对做功最少
4．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时金属棒以初速度v水平向右运动，经过一段时间停在导轨上。下列说法不正确的是（ ）
A．全过程中，金属棒克服安培力做功为
B．全过程中，电阻R上产生的焦耳热为
C．时刻，金属棒受到的安培力大小为
D．时刻，金属棒两端的电压
5．（2023·北京朝阳·统考一模）如图是某交流发电机的示意图。当线圈abcd绕垂直于匀强磁场方向的转轴OO＇匀速转动时，电路中产生电流的最大值为，外电路的电阻为R。图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为T。下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零
B．在图示位置，线圈中的电流方向为a→b→c→d
C．在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
D．从图示位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
6．（2023·北京平谷·统考一模）摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动
7．（2023·北京·统考模拟预测）一根带有绝缘皮的硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023·北京·统考模拟预测）近代物理研究表明K-介子衰变的方程为，其中K-介子和π-介子带负电的基元电荷，介子不带电。一个K-介子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻K-介子发生衰变，观察到π-介子做半径为2R的匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，介子的轨迹未画出。则K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为（ ）
A． B． C． D．2：1：3
9．（2023·北京丰台·统考一模）在如图所示的电路中，开关S闭合。两平行金属极板a、b间有匀强磁场，一带电粒子以速度v水平匀速穿过两极板，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．该粒子一定带正电
B．仅增大粒子的速度，粒子一定向a板偏转
C．仅将滑动变阻器的滑片P向下移动，粒子一定向b板偏转
D．仅增大粒子所带电荷量，粒子一定仍沿水平方向穿过两极板
10．（2023·北京丰台·统考一模）静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标原点O对称。在x轴上取A、B、C、D四点，A和D、B和C分别关于O点对称。下列说法正确的是（ ）
A．C点的电场强度方向与x轴正方向相反
B． C、D两点的电场强度
C．试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功
D．同一试探电荷在B点和C点具有的电势能相等
11．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界，磁场中放置一半径为R圆柱形物体，其上涂有荧光物体，电子打到上面会发出荧光．圆柱形物体的圆心到边界MN的距离为．现有一束平行的电子束沿垂直于左边界MN向右射人磁场区，已知电子质量为m，电量为e．则下列分析判断正确的是（ ）
A．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度等于
B．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度等于
C．若电子初速度满足，圆柱形物体上发光的弧线长度大于
D．若电子初速度满足，圆柱形物体上将不会发光
12．（2023·北京·模拟预测）2023年3月，中国科学技术大学超导量子计算实验室成功实现了三维封装量子计算机原型，其主要构成材料之一为金属超导体。超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体，且当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外。如图为某超导体在不同温度下两端电压和流经超导体电流的U-I特性曲线，温度分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．当超导体处在超导状态时，两端能够测出电压
B．将超导体置于磁场中，处于超导状态时内部磁感应强度不为零
C．根据三条曲线的变化趋势，可推断
D．随着流经超导体的电流增大，超导状态将被破坏
13．（2023·北京丰台·统考一模）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
14．（2023·北京平谷·统考一模）“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上，滑块m穿在AB之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂，能使滑片P在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表表盘上部分电压刻度值。系统静止时，滑片P在滑动变阻器的中点，此时电压表指针指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法：①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池。（ ）
A．①和②都正确 B．①和②都错误 C．①正确，②错误 D．①错误，②正确
15．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中，此时a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，a点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
16．（2023·北京石景山·统考一模）交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此发电机电动势的有效值为20V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流为0
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
17．（2023·北京平谷·统考一模）如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形的对角线边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（ ）
A．将一正电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加
B．O点电势与C点电势相等
C．DO间的电势差等于OB间的电势差
D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下
18．（2023·北京·模拟预测）用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流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曲线，如图乙所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息，下列说法错误的是（ ）
A．由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量
B．不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则图线与坐标轴围成的面积S将减小
C．由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
D．若电容器放出的总电荷量为Q，R两端的最大电压为，则电容器的电容为
19．（2023·北京·模拟预测）如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。则金属杆（ ）
A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B．穿过磁场Ⅰ的时间等于在两磁场之间的运动时间
C．穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
20．（2023·北京石景山·统考一模）汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会发热
B．制动力的大小与导体运动的速度无关
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
21．（2023·北京·模拟预测）A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A． B． C． D．
22．（2023·北京·模拟预测）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A．动能增加 B．机械能增加
C．重力势能增加 D．电势能增加
23．（2023·北京·模拟预测）1932年，师从密立根的中国科学家赵忠尧，在实验中最早观察到正负电子对产生与湮没，成为第一个发现正电子的科学家。此后，人们在气泡室中，观察到一对正负电子的运动轨迹，如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向外，电子重力忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．右侧为负电子运动轨迹
B．正电子与负电子分离瞬间，正电子速度大于负电子速度
C．正、负电子所受洛伦兹力始终相同
D．正、负电子在气泡室运动时，动能减小、半径减小、周期不变
24．（2023·北京·模拟预测）据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（ ）
A．U越大，表示c越小
B．U越大，表示c越大
C．检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小
D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越少
25．（2023·北京·模拟预测）图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是（ ）
A．等势面A电势最低
B．粒子从a运动到b，动能减小
C．粒子从a运动到b，电势能减小
D．粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和增大
26．（2023·北京·模拟预测）一交流电压的表达式为(V)，由该表达式可知（ ）
A．t=0.01s时，用电压表测该电压时电压表的示数为0
B．该交流电压的周期为0.02s
C．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 W
D．时，该交流电压的瞬时值为50 V
二、多选题
27．（2023·北京·统考模拟预测）一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O点，在O的正下方有一半径为的圆形匀强磁场区域，其圆心与O在同一竖直线上，若金属环的圆心为，如图所示。现使绝缘轻细杆由水平位置由静止释放，下摆中金属环所在平面始终垂直磁场，已知重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．金属环最终可能静止在点的正下方
B．金属环在进人磁场时所受安培力的方向沿连线方向
C．金属环在整个过程中产生的焦耳热是
D．金属环在第一次进入磁场过程中通过导线截面的电量为
28．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，abcd是边长为l、电阻为R的正方形金属框，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度B=B0，此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是（ ）
A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
B．若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
C．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，通过金属框截面的电量为
D．若将金属框向右移动l，通过金属框截面的电量为
29．（2023·北京·统考模拟预测）如图甲所示，质量为、带正电的物块放在绝缘的水平桌面上，滑块处在匀强电场中，电场强度，重力加速度．从原点O开始，物块与桌面的动摩擦因数随x的变化如图乙所示，取原点O的电势能为零，则下列判断正确的是（ ）
A．物块运动的最大速度为
B．物块向右运动的最大位移为
C．当物块速度为，物块的电势能可能为
D．物块最终静止时，物块与水平桌面因摩擦生热量为
参考答案：
1．C
【详解】A．白炽灯泡额定电压为有效值，则灯泡电压的峰值大于220V，故A错误；
B．流过灯丝的电流有效值约为
故B错误；
CD．灯泡为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为热量，内灯泡消耗的电能即产生的热量是
故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．图中线圈转动过程中，由于固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场，则穿过该线圈的磁通量发生变化，故A错误；
B．图示位置，线圈实线部分所受安培力为
其中d为实际切割磁感线的线圈长度，故B错误；
C．根据左手定值可知，线圈实线部分受到的安培力向里，，线圈虚线部分受到的安培力向外，故线圈在安培力的作用下将绕OO＇轴逆时针转动（俯视），故C正确；
D．由于固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场，所以转动过程中，线圈中的电流方向需改变，才可以使空心杯电机正常转动，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】A. 三种粒子在电场中均做类平抛运动，设金属板的长度为L，P点距底板的距离为h，则由平抛运动的相关知识可得
，
联立解得
分析可知，能否离开电场与比荷有关，氘核恰好能离开电场，则可知不能离开电场，故A正确；
B. 电场力
同一电场，所带电荷量相同，故三种粒子在电场中所受电场力大小相等，故B错误；
C. 三种粒子的初速度相同，不能离开电场，故可知 在电场中运动的时间最短，和都能离开电场，则在电场中运动的时间相同，故C错误；
D. 电场力做功
电荷量相同，电场强度相同，分析可知和在电场中运动的竖直位移相等，而在电场中运动的竖直位移较小，因此在电场中运动的过程中电场力对做功最少，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．全过程对导体棒用动能定理有
金属棒克服安培力做功为，A正确；
B．全过程中，设电阻R上产生的焦耳热为，电阻r上产生的焦耳热为，由能量守恒定律有，
解得
B正确；
C．时刻，金属棒受到的安培力F的大小为
解得
C正确；
D．时刻，根据闭合电路欧姆定律得，金属棒两端的电压为
D错误。
本题选不正确的，故选D。
5．A
【详解】AB．图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小且为零，电流最小也为零，故A正确，B错误；
C．电路中电流的有效值为
在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
故C错误；
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
故D错误。
故选A。
6．B
【详解】AB．当永久磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁体会对铝盘上的感应电流有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，A错误，B正确；
C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，C错误；
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，永久磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知，铝盘不能同永久磁体完全同步转动，转速低于磁体，D错误。
故选B。
7．C
【详解】根据法拉第电磁感应定律，大圆中的感应电动势为
每个小圆中的感应电动势为
根据楞次定律可知小圆中的感应电动势方向与大圆中的感应电动势方向相反，所以线圈中总的感应电动势大小为
故选C。
8．C
【详解】对K-介子，根据洛伦兹力公式和向心力公式可得
可得K-介子的动量为
同理，可得π-介子的动量为
则K-介子、π-介子的动量大小之比为；
K-介子发生衰变，π-介子、介子组成的系统动量守恒，即介子的动量等于π-介子的动量，所以K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为
故选C。
9．D
【详解】A．两极板间电场方向向下，若正电荷粒子所受电场力向下，洛伦兹力向上；若负电荷粒子所受电场力向上，洛伦兹力向下，则无论正负电荷都可以匀速穿过两极板，A错误；
B．根据左手定则判断知，带正电的粒子受到的洛伦兹力竖直向上，电场力竖直向下，粒子沿直线飞出叠加场区域，根据平衡条件有
同理，对带负电的粒子，判断知粒子受到的洛伦兹力竖直向下，电场力竖直向上，粒子沿直线飞出叠加场，根据平衡条件有
所以，仅增大粒子的速度，洛伦兹力增大，电场力不变，故粒子可能向上也可能向下运动，B错误；
C．仅将滑动变阻器的滑片P向下移动，两极板间的电势差增大，电场力增大，合力可能向上也可能向下，故粒子不一定向b板偏转，C错误；
D．仅增大粒子所带电荷量，电场力和洛伦兹力合力仍为零，故粒子一定仍沿水平方向穿过两极板，D正确。
故选D。
10．C
【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，因从A到D电势一直降低，可知场强方向沿x轴正向，即C点的电场强度方向与x轴正方向相同，选项A错误；
B．因φ-x图像的斜率等于场强大小，则C、D两点的电场强度，选项B错误；
C．因电场强度方向沿x轴正向，可知试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功，选项C正确；
D．因B点的电势高于C点，可知同一试探电荷在B点和C点具有的电势能不相等，选项D错误。
故选C。
11．C
【详解】如图所示
A．设电子进入磁场回旋轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力
解得
若电子的初速度满足，则
应用平移圆可知电子均不能打到圆柱体表面上，不会发光，A错误；
B．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得在圆柱形物体上之间的一段劣弧发光，B错误；
C．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得在圆柱形物体上之间的一段优弧发光，C正确；
D．若电子初速度满足，则
应用平移圆作图可得圆柱形物体上所有部位都将会发光，D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．当超导体处在超导状态时，导体的电阻变为零，则不能测出两端电压，选项A错误；
B．由题意可知，当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外，则处于超导状态时内部磁感应强度为零，选项B错误；
C．因为当低于某一温度后导体的电阻变为零，即同一较小的电压时电流可以变得很大，则根据三条曲线的变化趋势，可推断
选项C错误；
D．根据U-I图像可知，随着流经超导体的电流增大，电压与电流关系图像逐渐向T1的图像靠近，即导体的电压和电流趋近与正比关系，即导体的电阻趋近于某一固定值，即超导状态将被破坏，选项D正确。
故选D。
13．A
【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。
故选A。
14．A
【详解】①系统静止时敏感元件两端弹簧位于自然状态，设系统以加速度a向右加速运动，敏感元件向左移动的距离为x，由胡克定律和牛顿第二定律可得
设的长度为，两端的电压恒为，则此时电压表的示数
解得
联立得
可知系统加速度与电压表示数之间成一次函数关系，凡因变量与自变量间成一次函数的测量仪表刻度盘刻度都是均匀的，①正确；
②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，则两端的电压不变，仍为，根据①分析可知加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池，故②正确。
故选A。
15．B
【详解】甲乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，而b点的磁感应强度大小为B2，因此两环在b点产生的磁感应强度均为，甲环在a点和b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故甲环在a点产生的磁感应强度为而a点的磁感应强度大小为B1，因此乙环在a点产生的磁感应强度为。
故选B。
16．D
【详解】A．根据
解得
故A错误；
B．根据
解得
故B错误；
CD．当线圈平面转到图示位置时处于与中性面垂直的位置，易知磁通量的变化率最大，产生的电流最大。故C错误；D正确。
故选D。
17．D
【详解】A．将一正电荷由A点移到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小，故A错误；
B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；
C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误；
D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向与该点电场方向相反，竖直向下，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】A．根据可知图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，选项A正确；
B．图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则电源电压U不变，电容器电容C不变，根据可知电容器的总电荷量不变，选项B错误；
C．根据可知由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
选项C正确；
D．电容器放出的总电荷量Q即为电容器充满电时的电荷量，R两端的最大电压即为电容器充满电时的电压，根据可知电容器的电容为
选项D正确；
本题选错误的，故选B。
19．C
【详解】A．由于金属杆进入两个磁场的速度相等，而穿出磁场后金属杆做加速度为g的加速运动，所以金属杆进入磁场Ⅰ时应做减速运动，加速度向上，故A错误；
B．对金属杆受力分析，根据
可知，金属杆做加速度减小的减速运动，而金属杆在两个磁场间做匀加速运动，又因为金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，金属杆在磁场Ⅰ中运动的平均速度小于在磁场间运动的平均速度，两段位移相同，故穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，故B错误；
C．从进入Ⅰ磁场到进入Ⅱ磁场之前过程中，动能不变，根据能量守恒，金属棒减小的重力势能全部转化为焦耳热，又因为进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆通过磁场Ⅰ和磁场Ⅱ产生的热量相等，则总热量为
故C正确；
D．若金属杆进入磁场做匀速运动，则
得
有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于，根据
得金属杆进入磁场的高度应
故D错误。
故选C。
20．D
【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据
可知，制动过程中，导体会发热，A错误；
B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B错误；
C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误；
D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。
故选D。
21．C
【详解】通过电热器A的电流有效值为IA，则有
解得
则电热器A的电功率为
通过电热器B的电流有效值为
则电热器B的电功率为
则有
故选C。
22．C
【详解】将小球的运动沿竖直方向和水平方向进行分解，可知竖直方向只受重力作用，做竖直上抛运动，水平方向只受电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，故小球从M运动到N，小球上升到最大高处，则根据功能关系可知
动能的增加量
机械能的增加量
重力势能的增加量
电势能的增加量
所以电势能减少了。
故选C。
23．D
【详解】A．由左手定则可知，图中右侧为正电子运动轨迹，左侧为负电子运动轨迹，故A错误；
B．电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
由图示电子运动轨迹可知，正电子轨迹半径小，则正电子速度小于负电子速度，故B错误；
C．正、负电子所受洛伦兹力方向时刻发生变化，所以正、负电子所受洛伦兹力不相同，故C错误；
D．电子在磁场中做圆周运动的周期
周期与速度大小、轨迹半径无关，则正、负电子在气泡室运动时，有能量损失，则动能减小、轨迹半径减小、周期不变，故D正确。
故选D。
24．B
【详解】AB．图中酒精传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精传感器的电阻减小，由题意可知：酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确；
C．检测到驾驶员喝了酒时，c增大，减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U的示数增大，故C错误；
D．由上分析可知，U越大，c增大，表示检测到驾驶员喝酒越多。故D错误。
故选B。
25．C
【详解】A．根据电场线垂直于等势线，粒子所受外力的合力指向轨迹内侧可知，由于粒子仅受电场力，则电场力方向垂直于等势线向右，粒子带正电，则电场线垂直于等势线向右，根据沿电场线电势降低，则等势面A电势最高，A错误；
BC．粒子从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，动能增大，B错误，C正确；
D．粒子从a运动到b的过程中，只有电势能与动能之间的转化，则电势能与动能之和不变，D错误。
故选C。
26．B
【详解】A.电压表的示数为有效值， t=0.01s时，用电压表测量该电压时电压表的示数为100V，A错误；
B. 该交流电压的周期为
B正确；
C. 将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为
C错误；
D. 时，该交流电压的瞬时值为
D错误。
故选B。
27．BCD
【详解】A．金属环进入磁场与出磁场过程中，穿过环的磁通量发生变化，有感应电流，则进入磁场与出磁场过程均有一部分机械能转化为焦耳热，因此，金属环每次摆动的最高点位置不断降低，直到金属环与磁场圆内切时速度为0之后，在摆动过程中，穿过金属环的磁通量不再改变，环中不再产生感应电流，金属棒之后在左右与磁场圆内切的位置往返摆动，可知金属环最终不可能静止在点的正下方，A错误；
B．金属环在进人磁场时，产生感应电流，受到安培力
金属圆环与磁场圆的两交点连线为两个圆的一条公共弦，该条弦的长度为金属环在进人磁场时所受安培力中的等效长度L，根据左手定则可知，安培力垂直于该公共弦，根据楞次定律，该安培力为阻力，即金属环在进人磁场时所受安培力的方向沿连线方向，B正确；
C．根据上述可知，金属环最终与磁场圆内切时速度为0，作出示意图如图所示
根据几何关系，金属环在切点A、C位置时，其圆心与O、O2的距离均为，则金属环A、C位置时，圆心到O的高度为
则有
C正确；
D．金属环最终全部进入磁场中，在磁场中左右往返摆动，在整个过程中磁通量的变化量为
感应电动势的平均值
感应电流的平均值
解得
D正确。
故选BCD。
28．CD
【详解】A．若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度到达该位置时磁通量为0，该过程中磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
A错误；
B．将金属框以ad为轴向纸面外转动角度，穿过金属框的磁通量转动前后方向相反，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
B错误；
C．将金属框以bd为轴向纸面外转动角度，穿过金属框的磁通量转动前后方向相反，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
C正确；
D．将金属框向右移动l，磁通量的变化量为
通过金属框截面的电量为
D正确。
故选CD。
29．BC
【详解】A．电场力
摩擦力
当时，即时速度最大，根据动能定理得
解得
A错误；
B．设向右运动得最大距离为，根据动能定理可得
解得
B正确；
C．设当物块速度为时的位移为，根据动能定理可得
解得
所以电势能
C正确；
D．根据能量守恒定律可知当物块停止运动时电势能的减少量将全部转化为摩擦生热，即
D错误。
故选BC。
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