上海市徐汇区三年（2020-2022）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

上海市徐汇区三年（2020-2022）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

一、单选题

1．（2022·上海徐汇·统考一模）如图所示电路中，电源内阻不可忽略，电流表读数为 I，电源消耗的总功率为 P．则闭合电键后（    ）

A．I 减小，P 增大 B．I 增大，P 减小

C．I 增大，P 增大 D．I 减小，P 减小

2．（2022·上海徐汇·统考一模）如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，一负点电荷Q固定在P点。一正检验电荷q沿MN边从M点移动到N点，则q的电势能情况是（　　）

A．始终减小，在M点大于在N点的电势能

B．始终增大，在M点小于在N点的电势能

C．先增大后减小，在M点大于在N点的电势能

D．先减小后增大，在M点小于在N点的电势能

3．（2022·上海徐汇·统考一模）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱。对这些现象做出正确解释的是（　　）

A．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈不产生感应电动势

B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用

C．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈产生感应电动势

D．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈受到安培力的作用

4．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）a、b两个相同螺线管，电流、导线和匝数都相同，绕法不同。测得螺线管a内中部的磁感应强度为B，则在螺线管b内中部的磁感应强度为（　　）

A．0 B． C． D．

5．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）厂商通过在手机背面安装感应线圈来实现无线充电，如图是一种结构紧凑的双层感应线圈设计图，a、b为线圈的两端。当线圈处在向上增强的磁场中时，感应电流流向及两线圈之间的安培力方向应为（　　）

A．从a端流出，两层线圈相互排斥 B．从a端流出，两层线圈相互吸引

C．从b端流出，两层线圈相互排斥 D．从b端流出，两层线圈相互吸引

6．（2021·上海徐汇·上海中学一模）空间两点处固定两点电荷P、Q，P、Q附近电场的等势线分布如图中实线所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，已知Q为负电荷，则（　　）

A．5个点中，e点电势最低

B．c点的电势低于d点的电势

C．b点的电势等于c点的电势

D．一检验正电荷在a点的电势能小于在c点的电势能

7．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　）

A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

二、填空题

8．（2022·上海徐汇·统考一模）电源是把其他形式的能转化为_____能的装置，这种转化是通过________做功来实现的。请比较电源电动势和路端电压这两个概念的异同点：_________。

9．（2021·上海徐汇·上海中学一模）如图，假设地球质量分布均匀，距地心O为r处的B点，有一质量为m的质点。已知地球质量为M，引力常量为G，类比电场强度的定义式，可推知地球在B点的引力场强度大小为_________；类比磁场中的磁通量，若要在电场中引入电通量的概念，你认为可用_________表示，并对你的表达式中的物理量符号进行说明：______________。

10．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）如图是一种可显示汽车蓄电池输出电压的车用充电头。小明观察到停车熄火状态下，单独打开前车灯时，充电头显示电压为12.5V；同时打开前后车灯后，电压降为12.0V。小明由此判断前后车灯是并联关系，他的判断依据是：__________。小明查阅行车手册后得知，前车灯和后车灯的额定电压相同，额定功率分别为120W和30W，由此推算出汽车蓄电池的电动势为_________V。

三、解答题

11．（2022·上海徐汇·统考一模）如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨水平放置，并处于竖直向下的匀强磁场中。导轨间距为l，左端接有阻值R的定值电阻。两根完全相同的轻质弹簧左端固定，右端连接质量为m、长度为l、电阻为r的导体棒ab。开始时弹簧处于原长。导体棒ab在水平向右的拉力作用下，从静止开始向右移动一段距离，在此过程中拉力做功为W。撤去拉力，当弹簧第一次恢复原长时闭合电键K，此时通过电键的电流强度为I。导体棒运动过程中始终与导轨垂直，不计空气阻力与弹簧形变过程中的能量损失。求：

（1）电键闭合瞬间，流过ab棒的电流方向与回路中的感应电动势E；

（2）电键闭合瞬间，ab棒的速度大小v与匀强磁场的磁感强度大小B；

（3）画出电键闭合后，电路中的电功率P电随时间t变化的大致图像，并分析说明图线与坐标轴所围的总面积大小。

12．（2021·上海徐汇·上海中学一模）如图，MN、PQ为间距为L，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角为，P、M间连接一个阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。一根质量为m、电阻为r的金属棒从ab位置以较大的初速度开始下滑，金属棒沿导轨向下运动，过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。当金属棒滑行至cd处时，速度减小为，在此过程中整个电路产生的总的焦耳热为Q。求：

(1)开始下滑时金属棒两端的电压U；

(2)当金属棒滑行至cd时的加速度a；

(3)在此过程中金属棒的重力势能变化量。

参考答案：

1．A

【详解】闭合电键后，外电路电阻减小，总电流变大，路端电压减小，则R1的电压减小，即电流表读数I减小；根据P=I总E可知电源的总功率P变大；故选A.

2．D

【详解】点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图所示

∠M是最大内角，所以PN>PM，因为△PMN是锐角三角形，过P点作MN上的高线为P到线段MN的最短距离，所以点P到线段MN上的点的距离先减小后变大，电场线与等势面(图中虚线)处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从M→N电势先减小大后增大，根据电势能的公式

可知正电荷沿MN边从M点移动到N点过程中，q的电势能先减小后增大；MN两点的电势大小关系为，根据电势能的公式

可知正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，故D正确，ABC错误。

故选D。

3．D

【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中线圈转动切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；

B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；

CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，回路闭合有感应电流，根据楞次定律可知，线圈会受到与转动方向相反的安培力作用，所以表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误，D正确。

故选D。

4．A

【详解】在图（b）中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在螺线管b内中部的磁感应强度大小为零。

故选A。

5．D

【详解】当线圈处在向上增强的磁场中时，穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，产生的感应电流从a端流入，从b端流出；两线圈中的感应电流从上往下看都是顺时针方向，则两线圈相互吸引。

故选D。

6．D

【详解】根据电场的等势线分布图可以知道，P、Q两点连线的中垂线是一条等势线，可知，该电场是等量异种电荷的电场，且中垂线是电势为零的等势线。

A．5个点中，e点电势为零，已知Q为负电荷，则a、b为负电势，则e点电势不是最低，故A错误；

B．由于P为正电荷，电场线从正电荷出发到负电荷终止，顺着电场线方向电势逐渐降低，c点与d点比较可知，c点离P点的距离更近，所以c点的电势高于d点的电势，故B错误；

C．b点电势为负，c点电势为正，故C错误；

D．由于c点电势为正，a点电势为负，故a点电势低于c点电势，又由于正电荷在电势高的地方电势能大，故正电荷在a点的电势能小于在c点的电势能，故D正确。

故选D。

7．B

【详解】由甲图可知，点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故应标在电流较大的刻度上；而点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；由图甲得

其中为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得

联立解得

可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。

故选B。

8．     电     非静电力     见解析

【详解】[1][2]电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的。

[3]电源电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功，反应电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，由电源自身性质决定，而路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功，是把电能转为为其他形式的能。二者的相同点就是单位相同，都是伏特。

9．               见解析

【详解】[1] 电场强度的定义式为

万有引力类比为电场力，质量类比为电荷量，地球在B点的引力场强度大小为

[2] 当面积为S的线圈与电场垂直方向投影面积的夹角为θ时，线圈在磁场垂直方向投影面积为Scosθ，磁通量为

电场强度类比为磁感应强度，则可得电通量为

[3]表达式中E表示电场强度，S表示面积，θ表示面积与电场垂直方向投影面积的夹角。

10．     前后车灯的开关状态互不影响     15

【详解】[1]若是串联关系，两灯必是同时开关的，所以判断的依据是前后车灯的开关状态互不影响。

[2]设前灯电阻为R1，后灯电阻为R2，根据，可得

设电源电动势为E，内阻为r，单独打开前车灯时，有

同时打开前后车灯时，前后车灯并联，则并联总电阻为

联立方程，解得

E=15V

11．（1）电流方向由a向b，感应电动势E=I(R+r)；（2）v=，B=；（3）图见解析，W

【详解】（1）由右手定则知电键闭合瞬间，流过ab棒的电流方向由a向b，感应电动势

E=I(R+r)

（2）拉力做功，所做的功使ab的机械能和弹簧的弹性势能增加，当撤去拉力，此时，ab棒和弹簧具有弹性势能E弹和动能Ek1，由能量守恒定律知

W=E弹+Ek1

撤去拉力，ab恢复原长的过程中，只有弹簧弹力做功，机械能守恒，弹性势能全部转化为动能，电键闭合瞬间的动能为Ek2。

W=Ek2=mv2

可得

v=

ab棒切割磁感线产生感应电动势

E=Blv

即

I(R+r)=Bl

可得匀强磁场的磁感强度

B=

（3）

图线与坐标轴所围面积数值上等于从闭合电键到ab棒停止运动过程中电路中产生的全部电能，不计能量损失，产生的电能全部来源于ab棒切割磁感线所消耗的机械能，因此，图线与坐标轴所围面积大小为W。

12．(1)；(2)；(3)

【详解】(1)开始下滑时感应电动势大小为

根据闭合电路的欧姆定律可得，电路中的感应电流的大小为

则金属棒两端的电压为

(2)金属棒滑行至cd时的的感应电动势为

感应电流大小为

金属棒受到的安培力方向平行导轨平面向上，大小为

根据牛顿第二定律，可得

联立方程，解得

(3)根据能量守恒定律，可得

解得