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2024 高考30 热点最新模拟题精练
热点23 与实际结合的电磁感应
1. （2024 山东德州期末）电磁炉是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同
学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属
杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（ ）
A. 家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物
B. 家用电磁炉
锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差
C. 简易电磁炉工作时，利用线圈产生的自感现象来加热水
D. 仅增大简易电磁炉交流电的频率，可以缩短水达到沸腾的时间
2．（2024 江西宜春宜丰中学期末）列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一矩
形线框，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。车头进入磁场瞬间的速度为v0，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾
进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法不正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为abcd
B．线框ab 边进入磁场瞬间，加速度大小
C．线框ab 边进入磁场瞬间，线框的电流大小为
D．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量
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3. （2024 贵州遵义重点高中期末）
近场通信（NFC）器件依据电磁感应原理进行通信，其内部装有类似于压扁的线圈作为天线。如图所示，
这种线圈从内到外逐渐扩大，构成正方形。在这个正方形NFC 线圈中，共有3 圈，它们的边长分别为a、
b、c（
），需要注意的是，图中线圈接入内部芯片时与芯片内部线圈绝缘，从而能够正确地连接到
内置芯片。若匀强磁场垂直穿过该线圈时，磁感应强度随时间变化规律为
（k 为常数）。则整
个线圈产生的感应电动势最接近（ ）
A.
B.
C.
D.
4. （2024 广东佛山一模）如图甲为一款网红魔术玩具——磁力“永动机”，小钢球放入漏斗后从中间小
洞落入下面的弧形金属轨道，然后从轨道另一端抛出再次回到漏斗，由此循环往复形成“永动”的效果。
其原理如图乙所示，金属轨道与底座内隐藏的电源相连，轨道下方藏有永磁铁。当如图乙永磁铁
极朝上
放置，小钢球逆时针“永动”时，下列分析正确的是（ ）
A. 小球运动的过程中机械能守恒
B. 该磁力“永动机”的物理原理是电磁感应
C. 轨道
应接电源的正极，轨道
应接电源的负极
D. 电源如何接都不影响“永动”的效果
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5. (2024 浙江金华期末)城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的导线，需要在施工前用检测线圈检测地底
是否铺设导线。若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中通有如图所示方向的电流。现用一闭合
的圆形线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（ ）
A. 若线圈静止在导线正上方，当导线中通过的电流增加时，线圈中会产生感应电流
B. 若线圈由北向南沿水平地面移动，当经过恒定电流正上方时，磁通量为零，感应电流也为零
C. 若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流，感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针
D. 若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流，检测线圈所受安培力在水平方向的分量一直向北
6．(2024 福建漳州三模)如图为某跑步机测速原理示意图．绝缘橡胶带下面固定有间距
、长度
的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场．两导轨左侧间接有
的电阻，橡胶带上嵌有长为L、间距为d 的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为
，磁场区中始
终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直．健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以
匀速运动时，理想电压表示数为
,则（ ）
A．铜棒切割磁感线产生的电动势为
B．磁场的磁感应强度大小为
C．每根铜棒每次通过磁场区域通过R 的电荷量为
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D．每根铜棒每次通过磁场区域克服安培力做的功为
7. （2024 浙江宁波期末）磁悬浮原理如图甲所示，牵引原理如图乙所示（俯视图）。水平面内，边长为L
的正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反、大小均为B。质量为m、总
电阻为R 的矩形金属线框abcd 处于匀强磁场中，ab 边长为L。当匀强磁场沿直线向右以速度v 匀速运动时，
金属线框能达到的最大速度为
。已知线框运动时受到的阻力恒为f，则
为（ ）
A.
B.
C.
D.
8. （2024 年2 月广东大联考）动能回收系统（KineticEnergyRecoverySystem）是新能源汽车时代一项重要
的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达37%。其原
理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，
切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线
圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B 的匀强磁场中。若把整个电池组等效成
一外部电阻R，则：
（1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？
（2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微
小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直
径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n₁ 的线圈所处位置磁感应
强度均为
，线圈内阻及充电电路总电
阻为
，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的
摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。
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9. （2024 黑龙江六校联盟2 月联考）如图甲为某种电驱动和电磁刹车的装置原理图，匝数为n=10 匝，不
计内阻的金属圆形线圈水平放置，圆半径为
，线圈内存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应
强度B 随时间t 的变化关系为
，线圈与水平放置的平行导轨相连，两导轨电阻不计且足够长，
间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车，三根导体棒用ab、cd 两根绝缘材料固定，相
邻导体棒间距d=0.2m，导体棒长度也为L=1.0m，与导轨垂直且接触良好。导体棒连同固定材料总质量
m=4.48kg，每根导体棒的电阻为
，该“小车”在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.24v（N），v 为
小车运行的速率。（已知：几个电池相同时，并联后的总电动势等于单个电池的电动势，而总内阻等于各
个电池内阻的并联值）
（1）在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B0=0.6T，闭合开关S，求：
①闭合S 瞬间bc 棒所受安培力的大小；
②该“小车”能达到的最大速度
；
（2）当“小车”以第（1）问中的最大速度
运行时，某时刻断开开关S，并将平行导轨区域的磁场立即
改为如图乙所示的磁场，导轨间存在矩形匀强磁场区域，区域宽度为d=0.2m，相邻磁场区域间的距离为
2d，磁感应强度均为B1=3.0T，方向垂直轨道平面向下，且开关S 刚断开时bc 恰开始进入首个B1磁场区，
求“小车”减速向前运动的距离x 和减速过程中产生的总焦耳热Q。
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10．（2024 北京摸底）世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车，某研发团队想要探究其电磁刹
车的效果，在遥控小车底面安装N 匝正方形线框abcd，边长为L，线框总电阻为R。其平面与水平轨道平
行，小车总质量为m，其俯视图如图所示，小车到站需要减速时，在前方虚线PP’和QQ’之间设置一竖直向
上的匀强磁场，磁感应强为B。宽度为H，且H>L.若小车关闭引擎即将进入磁场前的速度为v0，在行驶过
程中小车受到轨道阻力可忽略不计，不考虑车身其他金属部分的电磁感应现象。求：
（1）cd 边刚进入磁场时线框内感应电流的大小和方向：
（2）cd 边刚进入磁场时，小车的加速度大小：
（3）若小车完全进入磁场时速度为v0
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，求在此过程中通过线圈的电荷量和线圈产生的焦耳热。
11. (2023 重庆四区期末)2023 年3 月31 日下午，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完
成悬浮运行。某学习小组受此启发，设计了如图甲所示的电磁驱动模型。两根平行长直金属导轨置于倾角
为30°的绝缘斜面上，导轨间距为L 且足够长，其上下两侧接有阻值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直
跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上一矩形区域内存在着垂直平面向
下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的上端，当磁场以速度
沿导轨平
面匀速向上移动时，导体棒随之开始滑动。已知导体棒与轨道间有摩擦，且始终处于磁场中，重力加速度
大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）为了使导体棒能随磁场滑动，动摩擦因数μ 不能超过多少；
（2）若已知动摩擦因数为μ，导体棒最终的恒定速度
的大小；
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（3）若
时磁场由静止开始沿导轨平面向上做匀加速直线运动；经过较短时间后，导体棒也做匀加速
直线运动，导体棒的加速度随时间变化的a—t 关系如图乙所示（图中
已知），已知动摩擦因数为μ，求
导体棒在时刻
的瞬时速度大小v。
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