新高考物理二轮复习一模题型分类汇编专题十一 电磁感应 交流电（2份，原卷版+解析版）

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1．（2025·广东深圳·一模）某同学把原线圈连接于零刻度在中央的灵敏电流表的两极，再拿起条形磁铁，让N极插入原线圈，只见电流表指针的摆动方向如图（a）所示。在图（b）中，该同学手拿着通电线圈在水平方向平动，只见电流表指针也向左摆动，下列分析正确的是（ ）
A．电流表的电流是从右接线柱流入的B．通电线圈内的磁场方向水平向右
C．通电线圈可能是向左匀速平动的D．穿过原线圈的磁通量一定增大
2．（2025·河北秦皇岛·一模）如图所示，光滑水平面上直线PQ左侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，半径为R、电阻为r的金属圆环放在水平面上，刚好与PQ相切于O点，用外力使金属圆环绕O点以角速度在水平面内沿逆时针方向完全旋进磁场内，则此过程中（ ）
A．圆环中的感应电流沿逆时针方向B．圆环中的电流随时间按正弦规律变化
C．圆环中感应电动势的平均值为D．外力对圆环做功的最大功率为
3．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，足够长的两根光滑，电阻不计的平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨的端点A、B间用阻值为的电阻相连，两导轨间的距离。磁场垂直于导轨平面，磁感应强度与时间的关系为，一电阻为质量为的金属杆时刻在外力作用下以恒定的加速度从端由静止开始向导轨的另一端滑动，在滑动过程中时刻保持与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（ ）
A．感应电流的方向由A经过电阻指向B
B．时刻导体棒所受外力
C．时刻感应电动势的大小
D．若时刻以后磁感应强度及作用在导体上的外力不再改变，则金属杆能达到的最大速度
4．（2025·北京石景山·一模）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（ ）
A．nkS，顺时针B．kS，顺时针
C．nkS，逆时针D．kS，逆时针
5．（2025·北京丰台·一模）如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（ ）
A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化
B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小
C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a
D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
6．（2025·甘肃·一模）如图所示，光滑水平桌面上直线边界的一侧存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于桌面向下。边长为l、电阻为R的单匝正方形导线框abcd平放在桌面上，其对角线ac与磁场边界平行。现用沿db方向的外力拉着导线框以恒定的速度v进入磁场区域，进入过程中，下列说法正确的是（ ）
A．感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框受到的安培力先均匀增大，后均匀减小
C．通过导线框导体横截面的电荷量为
D．导线框中产生的热量小于
7．（2025·贵州毕节·一模）如图，一根不可伸长的绝缘细绳上端固定，下端系一金属圆环，圆环位于竖直面内，其电阻不可忽略。在与圆环直径ab重合的虚线下方有垂直于圆环表面向外的匀强磁场，在磁感应强度B随时间均匀减小的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．圆环中感应电动势逐渐减小B．圆环中的感应电流为逆时针方向
C．细绳对圆环的拉力逐渐减小D．圆环上a点电势高于b点电势
8．（2025·甘肃兰州·一模）如图甲所示，单匝等腰直角三角形线框abc的电阻，直角边长，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中的感应电流沿逆时针方向
B．感应电流的大小为0.4A
C．0~4s内通过ab边横截面的电荷量为0.8C
D．0~4s内线框内产生的热量为
9．（2025·广东汕头·一模）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（ ）
A．当温度升高时，金属环向左摆动
B．当温度不变时，电流表示数不为0
C．当电流从经电流表到时，可知温度降低
D．当电流表示数增大时，可知温度升高
10．（2025·甘肃酒泉·一模）根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。当变化的磁场产生的电场的电场线如图所示时，磁场的变化情况可能是（ ）
A．竖直向上的磁场在增强B．竖直向上的磁场在减弱
C．竖直向下的磁场先减弱，后反向增强D．竖直向下的磁场先增强，后反向减弱
法拉第电磁感应定律
11．（2025·天津红桥·一模）某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
(1)戒指中的感应电动势E的大小；
(2)戒指中的感应电流I的大小和方向；
(3)戒指中电流的热功率P。
12．（2025·山东菏泽·一模）英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为q的带正电小球。磁感应强度B随时间均匀增加，变化率为k。已知变化的磁场在细圆环处产生环形感生电场（稳定的感生电场可类比静电场）。若小球在环上运动一周，感生电场对小球的作用力做功的大小是（ ）
A．0B．C．D．
13．（2025·安徽·一模）如图所示，半径为R的金属圆环ab固定在水平桌面上，有一垂直于圆环向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系为B=kt（k>0）。一长为2R的金属直杆垂直磁场放置在圆环上，杆的一端与圆环的端口a接触，t=0时，杆从图示实线位置以角速度ω顺时针绕a在圆环所在平面内匀速转动，时，金属杆转到虚线位置，与圆环另一端口b刚好接触，设时金属杆和金属圆环构成的整个回路的总电阻为r，金属杆与圆环接触良好，下列说法正确的是（ ）
A．时，回路中的电流方向为逆时针方向
B．t=0到的过程中，回路中的感应电动势一直增大
C．时，回路中的感应电动势大小为
D．时，回路中的电流大小为
14．（2025·浙江宁波·一模）十九世纪中叶，科学家对物理学电学量的研究有广泛兴趣。图甲改编自当年Rayleigh与Sidgwick设计的实验装置。其中恒流源提供大小为的电流，方向如图箭头所示。图甲中为可变电阻，为阻值的定值电阻，、为单刀双掷开关。两个相同的线圈、B，匝数均为匝，半径均为。其中心处各有一电阻不计且上端带电刷的中心镂空导体圆盘，两者相距，圆盘大圆半径，小圆半径，如图乙所示。圆盘套在一根薄壁轻质中空的金属转轴上并和它固定，转轴薄壁厚度，电阻率。一足够长且不计粗细的轻绳一端缠绕在转轴上，另一端连接一质量的重物。已知一匝电流为的线圈在中心处产生的磁感应强度大小为（其中为真空磁导率，为线圈半径），圆盘处可看作匀强磁场。实验开始时装置开关与分别置于、。由静止释放重物，从左往右看转轴为顺时针转动。假设装置中A、B线圈产生的磁场互不干扰，不计一切阻力，计算时将。
(1)比较点和点的电势高低；
(2)计算重物最终运动状态时圆盘的角速度的大小；
(3)重新开始实验时，将与分别置于、，发现当物块速度时灵敏电流计表的示数为0。求此时可变电阻大小。
15．（2025·宁夏石嘴山·一模）如图（a）所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t=2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（ ）
A．在 时，金属棒中电流的大小为
B．在 时，金属棒受到安培力的方向竖直向下
C．在 时，金属棒受到安培力的大小为
D．在t=3t0时，金属棒中电流的方向向右
16．（2025·广东深圳·一模）下面是一种电动汽车能量回收系统简化结构图。行驶过程，电动机驱动车轮转动。制动过程，电动机用作发电机给电池充电，进行能量回收，这种方式叫“再生制动”。某电动汽车4个车轮都采用轮毂电机驱动，轮毂电机内由固定在转子上的强磁铁形成方向交替的等宽辐向磁场，可视为线圈处于方向交替的匀强磁场中，磁感应强度大小为。正方形线圈固定在定子上，边长与磁场宽度相等均为，每组线圈匝数均为，每个轮毂上有组线圈，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，回路总电阻为，下列说法正确的有（ ）
A．行驶过程，断开，闭合
B．制动过程，断开，闭合
C．开始制动时，全部线圈产生的总电动势为
D．开始制动时，每组线圈受到的安培力为
17．（2025·新疆·一模）磁感应强度为0.2T的匀强磁场中有一个闭合的金属线框abcd，线框以某一角速度绕中心轴转动，其发热功率为P；当线框转至如图所示的位置时固定不动，使磁场的磁感应强度随时间的变化率为0.1T/s，线框的发热功率仍为P，则线框转动角速度的大小为（ ）
A．B．C．D．
18．（2025·广东广州·一模）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ）
A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮后，穿过螺线管的磁通量为零
C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势
D．若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势
19．（2025·江苏·一模）电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻：
(1)判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；
(2)求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。
20．（2025·陕西渭南·一模）国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为，该机水平飞过天安门时的速度为860km/h，则有（ ）
A．机翼北面端点电势最高
B．机翼南面端点电势最高
C．机翼两端的电势差约为0.51V
D．机翼两端的电势差约为0.14V
法拉第电磁感应定律的应用
21．（2025·天津和平·一模）磁悬浮列车是通过电磁力牵引列车运行。简化模型如图甲所示，若磁悬浮列车模型的总质量为m，模型底部固定一与其绝缘的单匝矩形金属线框abcd，线框的总电阻为R。用两根足够长水平固定的光滑平行金属导轨PQ、MN模拟列车行驶的轨道，导轨间距为L（和矩形线框的ab边长相等），导轨间存在垂直导轨平面的等间距的交替匀强磁场，相邻两匀强磁场的方向相反、磁感应强度大小均为B，每个磁场宽度与矩形线框的边长ad相等，如图乙所示。将列车模型放置于导轨上，当交替磁场以速度v0向右匀速运动时，列车模型受磁场力由静止开始运动，速度达到时开始匀速运动， 假定列车模型在运动过程中受到的空气阻力大小恒定，不考虑磁场运动时产生的其他影响。
(1)求列车模型所受阻力f的大小；
(2)求列车模型匀速运动时，外界在单位时间内需提供的总能量；
(3)列车模型匀速运动后，某时刻开始磁场又调整速度，经过t时间后列车模型速度达到，这段时间内磁场运动的位移为d，求此过程列车的位移x车
22．（2025·天津·一模）列车进站时，其刹车原理可简化如图所示，在车身下方固定一N匝闭合矩形线框abcd，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B。车头的线框刚进入磁场的速度为v0，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。线框cd边刚进入磁场时，列车刚好停止。求：
(1)车头进入磁场瞬间，判断线框ab边产生的感应电流的方向及列车的加速度大小a。
(2)列车从进站到停下来的过程中线框产生的热量Q。
23．（2025·河北沧州·一模）如图所示，间距为的光滑平行金属导轨由两部分组成，之间接有一个电容器，左侧部分导轨与水平面成角倾斜放置，两导轨间有垂直该部分导轨所在平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。右侧部分为水平导轨，、两处各由绝缘材料平滑连接两侧导轨，与、与之间均存在垂直该部分导轨所在平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，与、与之间距离均为。由质量为、电阻为的均匀金属丝制成的刚性线框放置在导轨上，边恰处于位置，，，其中心到两根导轨的距离相等。初态时开关S断开，质量也为、长度略大于的金属杆从左侧导轨上距离地面高为处由静止下滑至导轨底端时速度大小为。已知与间距离足够长，导轨及金属杆的电阻均不计，重力加速度为。
(1)求金属杆下滑至导轨底端时电容器两端的电压及电容器储存的能量；
(2)求电容器的电容；
(3)金属杆从左侧导轨底端滑出后，闭合开关S，求线框边运动到位置时的速度大小；
(4)第（3）问中线框边运动到位置的瞬间断开开关S，求线框的边从位置滑出磁场时的速度。
24．（2025·天津南开·一模）如图所示，光滑绝缘水平面上PQ右侧有垂直水平面向上的匀强磁场（磁场区域足够大），磁场的磁感应强度大小为B，质量为m、电阻为R的单匝直角梯形金属线框ACDE放在水平面上，ED边长为L，。现给线框施加一个水平向右的推力，使线框以速度v匀速进入磁场，当A点刚进磁场时撤去推力，线框恰能全部进入磁场，线框运动过程中CD边始终与PQ垂直。求：
(1)A点刚进磁场时线框中的电流I大小和刚进磁场时撤去推力线框的加速度a的大小；
(2)从撤去推力至线框全部进入磁场的过程，线框产生的焦耳热Q；
(3)从撤去推力至线框全部进入磁场的过程，通过线框横截面的电荷量q及AE边的长度L′。
25．（2025·贵州黔东南·一模）汽车减震器可以有效抑制车辆振动。某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度，匀强磁场的磁感应强度大小B=1T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上（图中小车未画出），线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为
B．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为
C．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J
D．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J
26．（2025·江西南昌·一模）在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ，边界内有竖直向下的匀强磁场。紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd，如图所示（俯视图）。已知线框边长为L，磁场宽度为2L。从时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速直线运动。则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中，以下关于线框中的磁通量、ab边电压U、外力F和电功率P随位移x变化的规律图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
27．（2025·江西赣州·一模）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A．当ab边刚越过GH进入磁场时，ab边的感应电流方向由a到b
B．当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框的速度大小为
C．从ab边刚越过JP到线框再做匀速直线运动所需的时间
D．从ab边刚越过JP到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为
28．（2025·北京石景山·一模）如图甲所示，导体棒MN放在光滑水平金属导轨上，并垂直导轨。导轨间距为L，左端固定阻值为R的电阻，导体棒MN与导轨其它部分电阻不计，导体棒MN质量为m。匀强磁场的方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。现给导体棒MN一水平向右平行于金属导轨的初速度v0，运动过程中导体棒MN与金属导轨始终保持良好接触并与QP平行。

(1)在图乙中定性画出导体棒MN向右运动过程中的v-t图像，并求速度为v时导体棒MN的加速度大小a；
(2)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，在左端电阻R上产生的热量Q；
(3)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，通过左端电阻R的电荷量q。
29．（2025·北京西城·一模）如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。
(1)开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t；
(2)开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a；
(3)求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2.
30．（2025·北京门头沟·一模）如图所示，空间中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨间距为L，导轨足够长且电阻不计。质量为m的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，金属杆ab电阻为R，重力加速度为g。开始时，开关S断开，金属杆ab由静止自由下落，经过一段时间后再闭合开关S。当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．a点电势高于b点电势
B．导体棒做加速度增大的加速运动
C．安培力做正功，机械能转化为电能
D．当下落高度为时闭合开关，则金属杆ab会立刻做减速运动
31．（2025·北京门头沟·一模）某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。
(1)当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求：
①定值电阻R两端的电压；
②轻绳拉力的功率；
(2)电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。
①求金属杆的最大速度大小；
②当金属杆速度达到最大速度的一半时，求此时金属杆的加速度大小。
32．（2025·甘肃张掖·一模）如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为、。、是垂直于导轨，间距为的磁场边界。将质量分别为、的金属棒、垂直导轨放置，棒与的间距也为，两棒接入导轨之间的电阻均为，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻棒经过，棒恰好经过进入磁场，时刻棒经过。棒运动的图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．
B．棒刚进入磁场时的速度大小
C．时间内，棒上产生的焦耳热为
D．时刻，、两棒的距离为
33．（2025·辽宁葫芦岛·一模）如图，两根足够长的光滑平行金属直导轨与水平面夹角倾斜放置，下端连接一阻值的电阻，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将一质量的金属棒从导轨上端由静止释放，经过一段时间后做匀速运动。在运动过程中，金属棒与导轨始终垂直且接触良好（、为接触点），已知金属棒接入电路阻值为，导轨间距为，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。则（ ）
A．金属棒运动过程中电流方向由指向
B．静止释放时金属棒的加速度大小为
C．金属棒做匀速运动的速度大小为
D．金属棒做匀速运动之前合力的冲量大于
34．（2025·河北秦皇岛·一模）如图所示，两根“上”形金属导轨平行放置，其间距为，导轨竖直部分粗糙，水平部分光滑且足够长。整个装置处于方向竖直向上、大小为的匀强磁场中。两导体棒和的质量均为，阻值均为棒在竖直导轨平面的左侧并垂直导轨固定，其与竖直导轨间的动摩擦因数棒在水平导轨平面上垂直导轨放置：时刻，对棒施加的水平恒力，使棒由静止开始向右运动，同时释放棒。时棒速度恰好为0，该过程中棒始终与竖直导轨接触良好，棒始终与汞平导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ）
A．内通过棒的电量为
B．内棒运动的位移大小为
C．末时棒的速度大小为
D．内棒产生的焦耳热为
35．（2025·河北廊坊·一模）如图所示，两光滑的平行导轨和放置在水平面上，导轨间距为，导轨左端和段倾斜，与水平面之间的夹角为，水平段和与倾斜段在和处通过绝缘材料平滑连接，不计轨道电阻。a、b两根长均为的金属棒垂直于倾斜导轨放置，、之间用一长度为的绝缘轻质细线相连，细线处于伸直状态。、金属棒的质量均为，电阻均为，且棒处于锁定状态。倾斜轨道部分处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为。经过一段时间后，细线恰好无拉力，此时细线脱落，之后磁场的磁感应强度大小保持不变，同时解除锁定并自由释放棒。水平导轨所处空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上，其左边界恰好与虚线重合。棒以大小为的速度通过处进入水平轨道，以大小为的速度通过磁场右边界，运动过程中、恰好未发生碰撞。重力加速度取，金属棒通过时的运动时间和对速度大小的影响忽略不计，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，倾斜部分和水平部分的磁场互不影响，感应电流产生的磁场和空气阻力均不计。求：
(1)从计时开始到细线恰好无拉力经历的时间；
(2)棒进入水平导轨到通过磁场右边界的过程中，回路产生的焦耳热；
(3)棒从进入水平导轨开始经过到达磁场右边界，求水平轨道上有界匀强磁场的长度。
36．（2025·湖北·一模）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距m，单边有界匀强磁场垂直导轨平面竖直向下，磁场左边界为（垂直导轨），磁感应强度大小为T，两根长度相同的金属棒a、b垂直放置在导轨上，金属棒a、b的质量分别为、，其电阻分别为、，金属棒a位于磁场边界紧靠PQ放置，金属棒b在磁场内部。时刻同时给两金属棒大小相等、方向相反的初速度，两金属棒相向运动，且始终没有发生碰撞，时刻回路中电流强度为零，此时金属棒a又恰好运动到磁场边界处，金属棒b最终恰好停在磁场边界处，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及摩擦，求：
(1)时刻金属棒b加速度大小；
(2)时间内通过回路的电荷量；
(3)时刻金属棒b距离磁场边界的距离及整个过程金属棒b产生的热量。
37．（2025·河南安阳·一模）如图所示，光滑圆弧导轨与水平导轨相切于处，的右侧处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，bc段水平导轨宽度为，cd段水平导轨宽度为d，bc段轨道和段轨道均足够长。由同种材料制成的金属棒和分别置于轨道上的段和段，已知金属棒的质量为，棒长为，电阻为，金属棒的质量为，棒长也为，现让金属棒从距水平轨道高为处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度为，求：
(1)金属棒的电阻；
(2)金属棒下滑到处时金属棒接入电路部分两端的电压；
(3)整个过程中金属棒产生的焦耳热；
(4)两金属棒距离最近时回路中的电流。
38．（2025·江西鹰潭·一模）如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒ab、cd分别静置在导轨上。现给ab棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化的关系如图乙所示，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。已知ab棒的质量为m，电阻为R。导轨电阻可忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．ab棒刚开始运动时，cd棒中的电流方向为
B．ab运动后，cd棒将做加速度逐渐增大的加速运动
C．在时间内，ab棒产生的热量为
D．在时间内，通过cd棒的电荷量为
39．（2025·山西太原·一模）如图所示，电阻不计且足够长的平行导轨abcd-a'b'c'd'由四部分组成，ab、a'b'部分是半径为R的四分之一竖直圆弧，bc-b'c'、cd-c'd'、d'a-d'a'部分在同一水平面上，bc-b'c'宽2L，cd-c'd'宽L。导轨区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。质量为m、电阻为r、长度为2L的完全相同的金属棒M、N两端套在导轨上，N在d'a-d'a'上静止并锁定。现将M从圆心O等高处a-a'由静止释放，M到达最低点b-b'时对轨道的压力为2mg，并在此刻同时解除对N的锁定。M下落后续始终在bc-b'c'上运动，N始终在cd-c'd'上运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，经过足够长的时间，求∶
(1)M在下滑过程中，N产生的焦耳热QN；
(2)M、N最终速度的大小vM、vN。
40．（2025·山东菏泽·一模）如图所示，两段足够长但不等宽的光滑平行金属导轨水平放置，b、g两点各有绝缘材料（长度忽略不计）平滑连接导轨，ac、fh段间距为l，de、jk段间距为2l。整个空间处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨af端接有电容的电容器（初始不带电），导体棒Ⅱ静止于de、jk段。导体棒I、Ⅱ的质量分别为m、2m，电阻分别为R、2R，长度分别为l、2l，导体棒I从靠近 af位置以初速度向右运动，到达bg左侧前已达到稳定速度（未知）。两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，导轨电阻和空气阻力忽略不计。求：
(1)导体棒I到达bg时速度的大小；
(2)导体棒I在bc、gh段水平导轨上运动的过程中，导体棒I达到稳定时的速度 的大小；
(3)导体棒I在bc、gh段运动过程中，导体棒I上产生的焦耳热。
交变电流
41．（2025·北京西城·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接R=22Ω的电阻。原、副线圈的匝数比为10：1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．交流电的频率为100Hz
B．电压表的示数约为31.1V
C．原线圈电流的有效值为1A
D．原线圈的输入功率为22W
42．（2025·北京门头沟·一模）一交流发电机产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A． 时穿过线圈的磁通量最大
B．该交变电流的表达式为
C．额定电流为2A的用电器可以在此电流下正常工作
D．发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为120J
43．（2025·北京房山·一模）一理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=11∶5，如图甲所示，原线圈与正弦交流电源连接，副线圈接入一个10Ω的电阻。原线圈输入电压u随时间t的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为10A
B．电压表的示数为100V
C．变压器的输入功率为100W
D．经过60s电阻产生焦耳热为1.2×105J
44．（2025·河北秦皇岛·一模）如图所示，理想变压器接在（V）的交变电源上，原线圈匝数匝；副线圈匝数的调节范围为55~220匝，滑动变阻器的调节范围为5~15，灯泡的电阻，灯泡的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．滑片固定，将滑片向上滑动时；副线圈感应电流的频率增大
B．滑片固定，将滑片向上滑动时，灯泡、均变亮
C．将滑片、任意滑动，灯泡的功率最小值为120W
D．将滑片、任意滑动，灯泡与滑动变阻器整体的功率最大值约为1000W
45．（2025·天津宁河·一模）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）

A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为
B．图甲中时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
C．处温度升高后，电压表与示数的比值变大
D．处温度升高后，变压器的输入功率减小
46．（2025·湖北·一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈中输入如图乙所示的交流电，副线圈中接入阻值的电阻，电表均为理想电表，不计导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．通过电流表的电流方向每秒钟改变50次B．电阻R消耗功率为
C．电压表读数为D．电流表读数为2.5A
47．（2025·河南安阳·一模）如图所示，图甲是自行车发电机与车轮接触部分的照片，图乙为内部发电装置图。已知发电机转轮（转速与发电机线圈一样）的半径为，发电机线圈所围面积为、匝数为、电阻为，匀强磁场的磁感应强度为，其中P、Q为固定的半圆环，始终与线圈保持良好接触，外接电阻为。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为，外接电阻消耗的电功率为。则（ ）
A．从图示位置开始计时，中流过的是正弦式交变电流
B．流经外接电阻的电流方向变化的频率为
C．自行车的行驶速度
D．骑车人做功的功率
48．（2025·山东淄博·一模）图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为、，输电线总电阻为。在的原线圈两端接入一电压为的交流电。不考虑其它因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．充电桩上交流电的周期为0.01s
B．当充电桩使用个数增多时，的输出电压减小
C．当的输入功率为时，输电线上损失的电功率为
D．当的输入功率为时，的输出电压有效值为
49．（2025·江西赣州·一模）春夏秋冬、昼夜之间、工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。图为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。发电机的输出电压，输出功率，降压变压器的匝数比，输电线总电阻为R，其上损失的功率，用户端电压，功率，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A．发电机的输出电流为200AB．输电线总电阻为
C．升压变压器的匝数比D．输送给储能站的功率为
50．（2025·江西新余·一模）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器功率为9kW，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的10%（变压器均视为理想变压器），则（ ）
A．输电线路中的电流为5AB．高压变压器原、副线圈的匝数比为50：1
C．输电线路中的电流为2500AD．高压变压器原、副线圈的匝数比为100：1