暑期综合提高练习（四）电磁学5——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案

这是一份暑期综合提高练习（四）电磁学5——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。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．当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，线圈附近的导体中都会产生感应电流.如图所示，将绝缘导线绕在圆柱形铁块上，导线内通以随时间变化的电流，铁块内就会产生虚线所示的感应电流，即涡流.当线圈中的电流方向如图所示且正在减小时，下列判断正确的是（ ）
A．线圈内部空间的磁感线方向竖直向下
B．从上往下看，铁块内沿虚线圆的涡流方向为顺时针方向
C．为减小涡流，可以把铁块沿横向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来
D．为减小涡流，可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来
2．如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度v0从A点沿直线运动到B点，微粒除受到电场力和重力外，不受其他力。则（ ）
A. 微粒带正电
B. 微粒从A点运动到B点，动能减小
C. 微粒从A点运动到B点，电场力做负功
D. 微粒从A点运动到B点，机械能增加
3．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（ ）
甲乙
A. 原线圈两端电压的有效值为242V
B. 副线圈中电流的有效值为0.5A
C. 原、副线圈匝数之比为1:4
D. 原线圈的输入功率为12W
4．如图所示，一个带正电的绝缘圆环竖直放置，圆环半径为R，带电荷量为＋Q，电荷量均匀分布在圆环表面上，将一正试探电荷＋q从圆环中心偏右侧一点的位置（图中未画出）静止释放，试探电荷只在电场力的作用下沿着中心轴线向右侧运动，则下列说法正确的是
A．试探电荷将向右先加速后减速
B．试探电荷的加速度大小逐渐减小
C．当试探电荷距离圆环中心22R时，其加速度最大
D．将圆环所带电荷量扩大两倍，则使试探电荷加速度最大的位置右移
5．如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等.则（ ）
A. 两绳中的张力大小一定相等
B. P的质量一定大于Q的质量
C. P的电荷量一定小于Q的电荷量
D. P的电荷量一定大于Q的电荷量
6．［江苏无锡2025高二下开学考］如图所示，在0≤x≤3a、0≤y≤a的长方形区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子的速度方向均在xOy平面的第一象限内，速度大小不同，且满足2qBam≤v≤3qBam.已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．从磁场上边界飞出的粒子经历的最短时间为T12
B．从磁场上边界飞出的粒子经历的最短时间大于T12
C．从磁场中飞出的粒子经历的最长时间为T6
D．从磁场中飞出的粒子经历的最长时间小于T6
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．如图甲所示，一台线圈内阻r＝2 Ω的小型发电机外接一只电阻R＝10 Ω的灯泡，发电机内匀强磁场的磁感应强度B＝eq \f(\r(2),π) T，线圈的面积S＝0.01 m2，发电机正常工作时通过灯泡的电流i随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．t＝0.1 s时，穿过线圈的磁通量为零
B．t＝0.05 s时，理想交流电压表的示数为30 V
C．发电机线圈的匝数为240匝
D．发电机线圈每秒产生的焦耳热为18 J
8．(多选)如图所示,圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.质量为m、电荷量为q的带电粒子由A点沿平行于直径CD的方向射入磁场,经过圆心O,最后离开磁场.已知圆形区域半径为R,A点到CD的距离为R2,不计粒子重力.则( )
A．粒子带负电
B．粒子运动速率为2qBRm
C．粒子在磁场中运动的时间为πm3qB
D．粒子在磁场中运动的路程为2πR3
9．2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。某同学采用如图甲所示的装置模拟电磁弹射，线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为B＝0．1 T。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2，与阻值为R＝4 Ω的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到速度为零，线圈运动的v－t图像如图乙所示。已知线圈匝数n＝100匝，质量m＝0．5 kg，每匝周长l＝0．1 m，不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间的摩擦及空气阻力，则
甲乙
A．0～0．2 s 内，电流从恒流源a端流出，且电流大小为I＝2 500 A
B．0～0．2 s内，线圈所受安培力的功率不变
C．0．2 s～0．3 s内，水平外力F随时间t变化的表达式为F＝42．5＋25t（N）
D．0～0．2 s内与0．2 s～0．3 s内，通过线圈的电荷量之比为40∶1
10．如图甲所示，某科创小组将理想变压器固定在水平面上，左侧线圈（匝数匝）通过一个阻值的定值电阻，与同一水平面内足够长的光滑平行金属导轨连接，导轨间距；右侧线圈（匝数匝）与一阻值的定值电阻连成回路。线圈左侧导轨区域充满竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。长度也为的金属杆ab在外力作用下开始运动，当速度为时开始计时，ab运动的速度与时间的图像如图乙所示（0.1s后呈余弦函数规律变化），ab运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，其他电阻不计。则（ ）
A．内，两端电势差为0
B．内，ab所受安培力逐渐减小
C．时，中电流有效值为
D．内，产生的热量为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某实验小组要将电流表G（铭牌标示：Ig=500 μA,Rg=800 Ω）改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路.
图（1）
（1） 开关S1闭合前，滑片P应移动到______（填“M”或“N”）端.
（2） 根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω ,则R2的阻值应调至______Ω .
（3） 当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为__________________.（结果用U、I、R1、R2表示）
（4） 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要______即可.（填正确答案标号）
A. 增大电阻箱R1的阻值
B. 减小电阻箱R2的阻值
C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
（5） 校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为____V.（保留2位有效数字）
图（2）
方法总结
12．小蜀同学在学习了电容器之后，萌生了自制一个电容器的想法。如图甲所示，他取来两张锡箔纸作为电容器的两个电极，三张电容纸（绝缘介质），按照一层电容纸、一层锡箔纸的顺序交替叠放，然后将五层纸一起卷成圆柱形，两根引线a、b分别接在两张锡箔纸上，最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中（两根引线露出），电容器即制作完成。
（1）以下哪种操作可以增加该电容器的电容______（填正确答案标号）
A．增大电容器的充电电压
B．用同种但是更厚的电容纸替代
C．增大锡箔纸的正对面积
D．在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧
（2）小蜀同学打算进一步研究自制电容器的充放电情况，在与物理老师交流后采用了如图乙所示的电路进行观察。将S置于a端，电压随时间变化图像（计算机显示）如图所示，则充电过程的充电电流 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或者“保持不变”），如果充满电后电容器所带电荷量为，则电容大小为 。
（3）小蜀同学为了进一步分析该电容器的瞬时电流值，过（2）问图线上的P点作切线（如图虚线），P点对应时刻的瞬时电流大小为 mA。
13．（8分）如图所示，“日”字形线框水平放置在光滑绝缘水平面上,ab、cd、ef、ac、ce、bd、df的长度均为L=0.1m,ab、cd、ef三条边的电阻均为r=1Ω ,其余边的电阻不计。线框在外力的作用下以速度v=3m/s匀速向右进入一有界匀强磁场区域（足够大）,线框ef边与磁场边界平行,磁场方向垂直于水平面向下,磁感应强度大小为B=0.5T。从ef边开始进入磁场到cd边刚要进入磁场之前的过程中,求：
（1） 感应电动势大小;
（2） 线框所受安培力的大小;
（3） ab边上产生的焦耳热。
14．如图所示，足够长的U形框架宽度是L＝0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ＝37°角，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m＝0.2 kg，有效电阻R＝2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量为Q＝2 C．(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：

(1)导体棒匀速运动的速度大小；
(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功．
15．在如图所示的平面直角坐标系中有一沿y轴负方向的匀强电场区域，其左边界PQ是厚度不计、长度足够的绝缘档板，PQ与y轴重合，其右边界 MN与PQ的距离为L。在MN的右侧有一垂直向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为 B。一质量为m、电荷量为的粒子从坐标原点O以初速度沿着x轴正方向进入匀强电场，之后每次返回到挡板 PQ时都会被反弹，反弹前后粒子的竖直分速度大小、方向均不变，水平分速度大小不变、方向反向。电场强度，不计粒子重力。求粒子：
（1）第1次经过MN时的速度大小与方向；
（2）从O点出发到第3次到达MN所经历的时间；
（3）第2025次经过MN后，第2026次到达MN前做圆周运动的圆心坐标。
参考答案
1．【知识点】楞次定律及其应用、涡流的产生及应用
【答案】D
【解析】线圈内部的磁场由通过线圈的电流产生,根据安培定则可知,线圈内部的磁感线方向竖直向上,故A错误；因为线圈中的电流正在减小,则线圈中电流产生的磁场减弱,根据楞次定律和安培定则可知,从上往下看,涡流的方向为逆时针方向,故B错误；由于产生的感应电动势的大小一定,而要减小涡流,应增大铁块的电阻,根据电阻定律可知,可减小铁块的横截面积,故可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片,涂上绝缘层后叠放起来,故C错误,D正确.
2．【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动
【答案】D
【解析】微粒从A点沿直线运动到B点,可知合力方向与AB共线,粒子受竖直向下的重力,根据力的合成条件可知电场力水平向左,微粒带负电,故A错误；根据以上分析可知从A点沿直线运动到B点的过程中电场力对微粒做正功,电势能减小,其机械能增加,故C错误,D正确；根据动能定理可知重力做正功,电场力也做正功,即合外力对微粒做正功,所以动能会增加,故B错误.
3．【知识点】理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】B
【解析】由题图乙知,原线圈两端电压最大值为Um=242V,则有效值为U1=Um2=24V,A错误；灯泡正常发光,由P=UI得,副线圈中电流有效值为I2=PLU2=3W6V=0.5A,B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知n1n2=U1U2=4,C错误；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,D错误.
【一题多解】
由理想变压器电流与匝数关系可知I1I2=n2n1,可得原线圈的电流有效值为I1=18A,则原线圈的输入功率P1=U1I1=3W,D错误.
4．【知识点】电场的叠加
【答案】C
【解析】根据圆环电场分布的对称性知，试探电荷将始终受到向右的电场力，故一直加速，A错误；如图所示，将圆环上所带电荷进行无限分割，设每份所带电荷量为q0，则其在M点产生的场强E0＝kq0Rsinθ2，其水平分量E0x＝E0cs θ＝kq0R2sin2θcs θ，根据电场叠加及对称性知，M点的合场强为E＝kQR2sin2θcs θ，令f（θ）＝sin2θcs θ＝cs θ－cs3θ，则其导函数为f'（θ）＝－sin θ＋3cs2θsin θ，令f'（θ）＝0，则cs2θ＝13，即cs θ＝33，则由几何知识可知试探电荷距离圆环中心为22R时，场强最大，试探电荷加速度最大，且这个位置与圆环所带电荷量无关，C正确，B、D错误。
5．【知识点】库仑定律的表达式和简单计算
【答案】B
【解析】设细绳与竖直方向的夹角均为θ ,两球之间的库仑力大小为F,将两球的库仑力与电场力合成为一个力,将四力平衡转化为三力平衡,如图所示,FQ=F−qQEsinθ,FP=F+qPEsinθ,则两绳中的张力大小关系为FQmQ,B正确；F=mQgtanθ+qQE=mPgtanθ−qPE,只根据mP>mQ无法确定qP与qQ的大小关系,C、D错误.
6．【知识点】带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题
【答案】C
【解析】粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,有Bqv=mv2R,解得R=mvqB,又因为2qBam≤v≤3qBam,所以有2a≤R≤3a,设粒子初速度方向与y轴正方向的夹角为θ ,分析可知,当θ=0∘ 时,粒子在磁场中运动时间最短,如图甲所示,R越大,运动轨迹对应的圆心角φ 越小,所以当R=3a时,φ 最小,此时sinφ=13