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预测押题02——选择题电学部分（教师版）
一、命题趋势
1. 情境化命题占比攀升 ：电磁学与科技前沿结合度更高，如新能源汽车无线充电、量子计算机磁约束系统等真实场景将成高频载体。
2. 生活化情境占比显著增加（如静电除尘器工作原理、磁悬浮耳机电磁设计等）
3. 模块交叉深度增强 ：电磁感应与动力学结合的"力-电综合题"成为新常态，尤其关注导体棒切割磁感线时的能量转化分析，静电场与电路结合的"电容动态分析"题型难度升级，可能出现含非线性元件（如二极管）的充放电过程判断。
3. 图像分析能力强化 ：B-t图、Φ-t图斜率物理意义的深度挖掘（如磁通量变化率与感应电动势的定量转换）、电势分布三维立体图向二维投影的转化能力考查（需结合对称性分析）
二、热点内容预测
知识模块 高频考点 创新方向示例
静电场 ①点电荷叠加场电势比较 ②电容器动态分析（含介质板插入） ③带电粒子在交变电场中的运动 结合纳米材料结构设计梯度电场问题（如石墨烯层间电势差计算）
磁场 ①霍尔效应定量计算 ②圆形磁场边界临界问题 ③复合场中速度选择器原理应用（摆线运动） 引入相对论效应下磁场强度修正（定性判断类题目）
电磁感应 ①"双杆切割"动量守恒分析 ②转动切割电动势计算 ③自感现象断电火花能量估算 超导环磁通量子化现象改编题（需用电磁感应定律解释零电阻特性）
三、时事热点
1. 大国重器 ：中国空间站霍尔推进器（考查离子在电磁场中的偏转轨迹）、锦屏深地实验室磁屏蔽系统（分析多层嵌套线圈的磁感线分布）。
2. 新质生产力 ：新能源汽车无线充电（电磁感应原理与能量传输效率计算）、超导磁悬浮列车（悬浮力与导向力的磁场叠加分析）。
3. 亚运科技 ：电子竞技设备抗干扰技术（静电屏蔽原理应用）、智能运动手环无线传感（微型发电机电磁阻尼原理）。
四、押题预测
1．2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．图a的传感器可直接测量速度
B．图b的传感器可直接测量液体的密度
C．图c的传感器可测量压力
D．图d的传感器可直接测量加速度
【答案】C
【详解】A．图a的电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度和角速度，不能直接测量速度，故A错误；
B．图b的电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，不可直接测量液体的密度，故B错误；
C．图c的传感器是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，故C正确；
D．图d的可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能直接测量加速度，故D错误。
故选C。
2．电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为。磁场中，边长为的匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，磁场分界线恰好经过线圈的位置处，且此时永磁铁相对线圈运动的速度大小为，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（ ）
A．此时刻线圈中的感应电动势大小
B．若减小永磁铁相对线圈上升的速度，则线圈中感应电动势减小
C．若永磁铁相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为逆时针方向
D．若永磁铁相对线圈左右振动，则线圈中也能产生感应电流
【答案】B
【详解】A．根据题意可知，线圈上下两边均切割磁感线，故此时刻线圈中的感应电动势大小
故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越慢，磁通量变化越慢，线圈中产生的感应电动势越小，故B正确；
C．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故C错误；
D．永磁铁相对线圈左右振动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不能产生感应电动势和感应电流，故D错误。
故选B。
3．霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，推进器质量，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）
A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度
B．氙离子的加速电压约为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】B
【详解】A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度，故A错误；
B．氙离子经电场加速，根据动能定理有
可得加速电压为
故B正确；
D．在时间内，有质量为的氙离子以速度喷射而出，形成电流为，由动量定理可得
进入放电通道的氙气质量为，被电离的比例为，则有
联立解得
故D错误；
C．在时间内，有电荷量为的氙离子喷射出，则有，
联立解得
故C错误。
故选B。
4．霍尔推进器是现代航天器的最先进的动力装置，据报道我国的天宫空间站就安装了此类推进器用以空间站的轨道维持。图乙是与霍尔推进器工作原理类似的装置示意图，在很窄的环内平面内有沿半径方向向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等，垂直环平面内方向同时存在匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），已知电场强度大小为E，电子恰好可以在环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，已知电子电量为e，质量为m，忽略电子间的相互作用以及电子运动产生的磁场，以下说法正确的是（ ）
A．电场方向垂直环平面向里 B．电子运动周期为
C．磁场2的方向垂直环面向外 D．磁场2的磁感强度大小为
【答案】A
【详解】A．根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力方向垂直环平面向里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面向里，故A正确；
B．电子做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，则电子运动周期为
故B错误；
C．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，根据左手定则可知，磁场2的方向垂直环面向里，故C错误；
D．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力做匀速圆周运动，则
所以
故D错误。
故选A。
5．超导材料温度低于临界温度时，具有“零电阻效应”和“完全抗磁性”。“完全抗磁性”即处于超导态的超导体内部的磁感应强度为零。实际上，处于超导态的超导体因材料的杂质、缺陷等因素也具有一定的电阻值，只是电阻值非常小。通常采用“持续电流法”来测量超导体在超导状态下的阻值，测量装置如图（a）所示。将超导体做成一个闭合圆环，放入圆柱形磁铁产生的磁场中（磁铁与超导环共轴），用液氮进行冷却，进入超导态。撤去磁铁，超导环中会有电流产生。“持续电流法”是根据一段时间内的电流衰减情况计算超导体的电阻，通常情况下经过几十天的观测，仪器均未测量出超导环中电流的明显衰减。某次实验中，用如图（a）所示的霍尔元件（大小不计）测量超导环轴线上某处的磁感应强度，测量数据如图（b）所示，区域Ⅳ中磁场变化是因为液氮挥发导致超导体没有浸没在液氮中。已知实验室环境中的磁感应强度约为，且方向沿超导环轴线方向。下列说法正确的是（ ）
A．区域Ⅰ中磁场是超导环中电流产生的磁场与磁铁磁场的矢量叠加的结果
B．区域Ⅱ中的磁场迅速减小的原因是材料处于非超导态
C．区域Ⅲ中超导环中电流在测量处产生的磁场的磁感应强度大小约
D．撤磁铁时，超导环中感应电流在测量处的磁场与磁铁在该处的磁场方向相反
【答案】C
【详解】A．区域Ⅰ中磁场是磁铁磁场与环境磁场矢量叠加的结果，故A错误；
B．区域Ⅱ中的磁场迅速减小的原因撤去磁铁后磁场迅速减小，导致超导环中出现感应磁场，所以逐渐减小，并非是材料处于非超导态，故B错误；
C．区域Ⅲ中磁感应强度约为，实验室环境中的磁感应强度约为，且沿着超导环轴线方向，区域Ⅲ中超导环中电流在测量处产生的磁场的磁感应强度大小约为
故C正确；
D．根据楞次定律（增反减同）可知撤磁铁时，超导环中感应电流在测量处的磁场与磁铁在该处的磁场方向相同，故D错误。
故选C。
6．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N关于y轴对称，下列说法正确的是（ ）
A．N、P两点的电场强度相同 B．M点的电势与N点的电势相等
C．DNA分子在M点的加速度比在N点大 D．DNA分子在M点的电势能比在N点大
【答案】D
【详解】A．电场中某点的电场强度的方向为电场线在该点的切线方向，由图可知N、P两点的电场强度的方向不同，故A错误；
B．沿着电场线电势降低，故M点的电势低于N点的电势，故B错误；
C．M处的电场线更稀疏，场强更小，由牛顿第二定律可知
DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误；
D．由轨迹可知，DNA分子由M向N运动的过程电场力做正功，电势能减小，故DNA分子在M点的电势能比在N点大，故D正确。
故选D。
7．电鳗可以通过放电来捕食和自我保护，如图所示，静息时电鳗细胞不带电，捕食时电鳗通过神经元控制细胞膜消耗ATP中的能量来交换细胞内外的钠离子和钾离子（平均每3个钠离子运出细胞，就会有2个钾离子运进细胞），使得细胞内带负电。每个细胞内外产生150mV的电压，大量带电细胞串联后电鳗头尾间电势差可以达到几百伏，并通过体外海水放电形成的强电流来击杀猎物。在电鳗放电过程中以下说法正确的是（ ）
A．电鳗周围的海水中的正离子电势能减小，负离子电势能增加
B．电鳗周围的海水中的正离子电势能增加，负离子电势能减小
C．从带电细胞内运出的钠离子，其电势能增加
D．从带电细胞外运进的钾离子，其电势能增加
【答案】C
【详解】AB．在电鳗放电过程中，电鳗带负电，海水中的正离子向电鳗处移动，电场力做正功，电势能减小，而负离子向相反方向移动，电场力仍然做正功，电势能减小，故AB错误；
C．从带电细胞内运出的钠离子，电场力做负功，其电势能增加，故C正确；
D．从带电细胞外运进的钾离子，电场力做正功，其电势能减小，故D错误。
故选C。
8．关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（ ）
A．图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场
B．图乙为共振筛，增加筛子质量，一定能使筛子振幅增大
C．图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属
D．图丁为钳型电流表，其变压器是一个升压变压器
【答案】D
【详解】A．图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场周围空间产生恒定的电场，故A错误；
B．图乙为共振筛，由于固有频率与驱动力频率大小未知，增加筛子质量，不一定能使筛子振幅增大，故B错误；
C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误；
D．钳形电流表中的实际电流I2小于被测通电导线中的电流I1，根据变压器电流与匝数比关系可知，n1＜n2，即钳形电流表测电流时相当于升压变压器，故D正确；
故选D。
9．黑箱外有编号为1、2、3的三个接线柱，黑箱内有电阻、二极管、电容器各1个，用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中，某次测量步骤如下，第一步：1、3间正反接，电表指针稳定后所测电阻值相等；第二步：黑表笔接1、红表笔接2时电阻很小，反接时电阻很大；第三步：黑表笔接3、红表笔接2时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值略大一些，反接时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值大得多。依据以上结论可判断黑箱内元件接法为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】用多用电表欧姆挡测量结果如下：第一步：1、3间正反接，电表指针稳定后电阻值相等，可知测量1、3间时，连入电路的电阻是一定值；第二步：黑表笔接1、红表笔接2时电阻很小，反接时电阻很大，可知1、2间为二极管，且测量1、2间时，二极管正向接入电路中；第三步：黑表笔接3、红表笔接2时指针稳定时电阻值比第一步中测得的电阻值略大一些，反接时比第一步中测得的电阻值大得多，可知2、3间为电容器。综上分析可知，黑箱内画出可能的电路结构如图C所示，选项C正确。
故选C。
10．图甲为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．穿过受电线圈的最大磁通量为0.01Wb
B．受电线圈产生的感应电动势的最大值为20V
C．受电线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
D．在时刻，受电线圈产生的感应电动势为
【答案】B
【详解】AB．由题图乙可知，穿过受电线圈的最大磁通量为
穿过受电线圈的磁通量的变化周期，则有
故受电线圈产生的感应电动势的最大值为
A错误，B正确；
C．时，穿过受电线圈的磁通量最小，感应电动势最大，故受电线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
C错误；
D．在时刻，穿过受电线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为0，此时受电线圈产生的感应电动势为0，D错误。
故选B。
11．地磁场可以阻挡能量很高的太阳风粒子到达地球表面。地球北极附近的磁场如图所示，某带电粒子从弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动，不计粒子的重力和一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带负电
B．从弱磁场区到强磁场区的过程中粒子的速率逐渐减小
C．粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变
D．粒子有可能从强磁场区域返回到弱磁场区域
【答案】D
【详解】A．由左手定则可知，该带电粒子带正电，故A错误；
B．因洛伦兹力对带电粒子不做功，则从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变，故B错误；
C．根据洛伦兹力提供向心力
带电粒子每旋转一周的时间为
可知随着磁场的增强，粒子运动半径逐渐减小，带电粒子每旋转一周的时间变小，带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离为
故带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离减小，故C错误；
D．若粒子的速度方向与磁场方向不垂直，则一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动，故D正确。
故选D。
12．如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管是否导通与的电动势大小有关
B．减小R 的阻值可以提高该报警器的灵敏度
C．增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度
D．烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流
【答案】B
【详解】A．干簧管是否导通主要取决于其外绕线圈中电流产生的磁场，而该线圈又受光电管电路控制，与报警电路电源的电动势无直接关系，故A错误。
B．是光源所在回路的限流电阻，减小会增大光源发光强度，从而使散射到光电管的光更强、光电流更大，更易触发报警，灵敏度提高，故B正确。
C．增加干簧管外线圈匝数通常会增强线圈在给定电流下产生的磁场，有利于干簧管导通，提高灵敏度，故C错误；
D．要使干簧管吸合、蜂鸣器报警，线圈中必须有足够的电流产生磁场，故D错误。
故选 B。
13．某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（ ）
A．自行车的速度
B．小灯泡正常发光时
C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半
D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为
【答案】A
【详解】B．令感应电动势的最大值为，则有
则感应电动势的有效值
小灯泡恰好正常发光，则有
对小灯泡有
解得
故B错误；
A．车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，根据
结合上述解得
故A正确；
C．若自行车的速度减半，结合上述可知，摩擦小轮转动的角速度减半，感应电动势的最大值减半，感应电动势的有效值减半，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值减半，则小灯泡的功率减为先前的，故C错误；
D．磁铁处于图2位置时，穿过线圈的磁通量达到最大值，根据图3可知，此时磁通量的变化率为0，即磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为0，故D错误。
故选A。
14．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框内阻恒定。线框ab两端通过滑环和电刷接如图乙所示的变压器，阻值为R的负载电阻接在副线圈的两端，用交流电压表测得a，b端和c，d端的电压分别为Uab和Ucd，则（ ）
A．增大负载电阻的阻值R，理想交流电流表的读数变大
B．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
C．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，通过负载电阻的电流频率变为原来的2倍
D．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，线框内阻的发热功率变为原来的2倍
【答案】C
【详解】A．根据等效电源法可知，当增大负载电阻的阻值R，电源电动势不变，则回路中电流减小，即电流表的读数变小，故A错误；
B．负载电阻的阻值越小，回路中电流越大，内电压越大，则变压器原线圈两端电压越小，输出电压Ucd越小，故B错误；
C．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，通过负载电阻的电流频率变为原来的2倍，故C正确；
D．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，根据可知，转速加倍，电动势最大值加倍，回路中电流加倍，根据可知线框内阻的发热功率变为原来的4倍，故D错误。
故选C。
15．如图为电熨斗构造的示意图，其中双金属片是温度敏感元件，其右端固定在绝缘支架上。在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片在竖直方向发生弯曲，从而使上、下触点的接触面分离。熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度。下列说法正确的是（ ）
A．当温度过高时双金属片会向上弯曲
B．常温下，电熨斗的上、下触点应当是分离的
C．将双金属片换成单金属片，电熨斗仍能正常工作
D．熨烫完丝绸衣物后再熨烫棉麻衣物，应将调温旋钮下移
【答案】D
【详解】AB．常温下，电熨斗的上下触点是接触的，电熨斗工作，当温度过高时，双金属片向下弯曲使触点断开，电熨斗不工作，双金属片的作用是控制电路的通断，故AB错误；
C．当温度升高时，金属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，即金属片向下弯曲，将双金属片换成单金属片，电熨斗将不能正常工作，故C错误；
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，即温度较高时金属片才能离开触点，故要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到一定值时，金属片不与触点断开，故D正确。
故选D。
16．（多选）图甲为测量储液罐中不导电液体高度的装置，将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储液罐中，电容器可通过开关与理想电感线圈（电阻不计）或电源相连。时把开关从拨到，由理想电感线圈与电容器构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板正对面积一定、两极板间距离一定、忽略回路电磁辐射的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．当储液罐内的液面高度升高时，回路中振荡电流的频率将降低
B．时刻电容器所带电荷量最多
C．时间段内回路中磁场能逐渐转化为电场能
D．该振荡电流为正弦式交变电流，其有效值为
【答案】AC
【详解】A．当储液罐内的液面高度升高时，电容器两板间充入的电介质增多，由可知电容变大，根据电路电流振荡周期可知，回路的振荡周期变长，故振荡频率降低，A正确；
B．时刻电路中放电电流最大，对应电容器放电完毕，此时电容器所带电荷量为零，故B错误；
C．时间段内回路中电容器正在充电，磁场能逐渐转化为电场能，C正确；
D．该振荡电流的有效值为，D错误。
故选AC。
17．（多选）中国科学家利用兰州重离子加速器进行医用同位素的同步分离制备，“扇形聚焦回旋加速器”是该装置的重要构造部分。某种扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为的圆形区域等分成8个扇形区域，相互间隔的4个区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，另外4个区域内没有磁场。质量为、电荷量为的正离子以恒定速率在闭合平衡轨道上做周期性运动，其闭合平衡轨道如图中实线所示，离子重力不计，则离子绕闭合平衡轨道运动一周的过程中（ ）
A．运动的方向是顺时针 B．运动的方向是逆时针
C．在磁场中运动的总时间为 D．在磁场中运动的总时间为
【答案】AD
【详解】AB．由于粒子带正电，在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据左手定则可知，粒子运动的方向是顺时针，故A正确，B错误；
CD．因为粒子在没有磁场的区域做匀速直线运动，没有改变速度方向，则离子经过4个扇形磁场区域总共转过的角度为，所以离子在磁场中运动的总时间等于离子在磁场中的运动周期，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
可知离子在磁场中运动的总时间为，故C错误，D正确。
故选AD。
18．（多选）湖南株洲素有“中国电力机车的摇篮”之称，其生产的电力机车销往世界多个国家。如图为某电力机车的供电流程的简化图，利用可视为理想变压器的牵引变电所，将电网中高压降至，牵引变电所中变压器原、副线圈匝数之比为，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得为25kV的额定工作电压，电力机车牵引变压器将此电压进一步降压，多路输出到动力系统和其他用电设备，每排座位下都设有并联的插座可供乘客充电。下列说法正确的是（ ）
A．
B．机车在额定电压下工作，当牵引变电所到机车间的等效电阻时，此时机车的输入功率为
C．当机车遇到的空气阻力变大时，短时间内若仍需维持机车原速匀速行驶，牵引变电所到机车间损耗的功率减小
D．当利用机车充电的乘客增多时，短时间内会增大
【答案】AB
【详解】AB．由，可得
机车在额定电压下工作，则，
当牵引变电所到机车间的等效电阻时
此时机车的输入功率为
故AB正确；
C．当机车遇到的空气阻力变大时，短时间内若仍需维持机车原速匀速行驶，则机车输入功率变大，牵引变电所输出功率也会增大，会增大，牵引变电所到机车间损耗的功率增大，故C错误；
D．当利用机车充电的乘客增多时，利用等效电阻的思想，牵引变压器及动力系统的等效电阻减小，故短时间内会减小，故D错误。
故选AB。
19．（多选）国家卫生健康委员会主任在十四届全国人大三次会议民生主题记者会上表示，实施“体重管理年”3年行动，普及健康生活方式，加强慢性病防治。控制体内脂肪积累可有效控制体重，图甲为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q，通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身体脂肪率，其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者，脂肪率越高的，电阻越大。则两体型相近者参加测试时（ ）
A．脂肪率高者测试时，R1消耗功率较大
B．脂肪率高者测试时，电源效率较高
C．脂肪率高者测试时，电压表示数和电流表示数比值较小
D．电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定
【答案】BD
【详解】A．脂肪率高者测试时，电阻较大，回路中电流较小，所以R1消耗功率较小，故A错误；
B．电源的效率为
由此可知，外电阻较大，电源效率较高，故B正确；
C．脂肪率高者测试时，电阻较大，则电压表示数和电流表示数比值较大，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律可得
所以
即电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定，故D正确。
故选BD。
20．（多选）某同学将远距离输电实况巧妙的移入室内进行科学实验与研究。如图甲所示，将6卷导线（每卷为200m）串联后接入电路，其中L1、L2两灯完全相同，电表均为理想电表。将学生电源的电压调至8V，可以看到灯L1正常发光，灯L2几乎不亮，此时电流表的示数为500mA，电压表的示数为0.5V；经改进后的电路如图乙所示，在两灯附近分别接理想变压器T1和T2，将学生电源的电压仍调至8V，电流表的示数为520mA，电压表的示数为7.8V，可以观察到灯L1和L2的亮度相差不大，不考虑温度对灯丝阻值的影响。下列说法正确的是（ ）
A．6卷导线的总电阻为15Ω
B．乙图电路中6卷导线上损失的总功率约为4W
C．变压器T1的匝数比为8：117
D．变压器T2的匝数比为15：1
【答案】ABD
【详解】A．由题可知，甲图中电压表的示数为U1=0.5V，电流表的示数为I1=500mA，根据欧姆定律可得，6卷导线的电阻为
故A正确；
B．灯泡电阻为
乙图中电压表的示数为U2=7.8V，电流表的示数为I2=520mA，所以6卷导线上损失的总功率约为
故B正确；
CD．由上分析可知，图乙中L2所在回路的电流为
根据变压器的原理，变压器T2的匝数比为
降压变压器原线圈电压
因为还有导线损耗电压，所以变压器T1的匝数比不为8：117，故C错误，D正确。
故选ABD。
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预测押题02——选择题电学部分（学生版）
一、命题趋势
1. 情境化命题占比攀升 ：电磁学与科技前沿结合度更高，如新能源汽车无线充电、量子计算机磁约束系统等真实场景将成高频载体。
2. 生活化情境占比显著增加（如静电除尘器工作原理、磁悬浮耳机电磁设计等）
3. 模块交叉深度增强 ：电磁感应与动力学结合的"力-电综合题"成为新常态，尤其关注导体棒切割磁感线时的能量转化分析，静电场与电路结合的"电容动态分析"题型难度升级，可能出现含非线性元件（如二极管）的充放电过程判断。
3. 图像分析能力强化 ：B-t图、Φ-t图斜率物理意义的深度挖掘（如磁通量变化率与感应电动势的定量转换）、电势分布三维立体图向二维投影的转化能力考查（需结合对称性分析）
二、热点内容预测
知识模块 高频考点 创新方向示例
静电场 ①点电荷叠加场电势比较 ②电容器动态分析（含介质板插入） ③带电粒子在交变电场中的运动 结合纳米材料结构设计梯度电场问题（如石墨烯层间电势差计算）
磁场 ①霍尔效应定量计算 ②圆形磁场边界临界问题 ③复合场中速度选择器原理应用（摆线运动） 引入相对论效应下磁场强度修正（定性判断类题目）
电磁感应 ①"双杆切割"动量守恒分析 ②转动切割电动势计算 ③自感现象断电火花能量估算 超导环磁通量子化现象改编题（需用电磁感应定律解释零电阻特性）
三、时事热点
1. 大国重器 ：中国空间站霍尔推进器（考查离子在电磁场中的偏转轨迹）、锦屏深地实验室磁屏蔽系统（分析多层嵌套线圈的磁感线分布）。
2. 新质生产力 ：新能源汽车无线充电（电磁感应原理与能量传输效率计算）、超导磁悬浮列车（悬浮力与导向力的磁场叠加分析）。
3. 亚运科技 ：电子竞技设备抗干扰技术（静电屏蔽原理应用）、智能运动手环无线传感（微型发电机电磁阻尼原理）。
四、押题预测
1．2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．图a的传感器可直接测量速度
B．图b的传感器可直接测量液体的密度
C．图c的传感器可测量压力
D．图d的传感器可直接测量加速度
2．电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为。磁场中，边长为的匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，磁场分界线恰好经过线圈的位置处，且此时永磁铁相对线圈运动的速度大小为，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（ ）
A．此时刻线圈中的感应电动势大小
B．若减小永磁铁相对线圈上升的速度，则线圈中感应电动势减小
C．若永磁铁相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为逆时针方向
D．若永磁铁相对线圈左右振动，则线圈中也能产生感应电流
3．霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，推进器质量，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）
A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度
B．氙离子的加速电压约为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
4．霍尔推进器是现代航天器的最先进的动力装置，据报道我国的天宫空间站就安装了此类推进器用以空间站的轨道维持。图乙是与霍尔推进器工作原理类似的装置示意图，在很窄的环内平面内有沿半径方向向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等，垂直环平面内方向同时存在匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），已知电场强度大小为E，电子恰好可以在环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，已知电子电量为e，质量为m，忽略电子间的相互作用以及电子运动产生的磁场，以下说法正确的是（ ）
A．电场方向垂直环平面向里 B．电子运动周期为
C．磁场2的方向垂直环面向外 D．磁场2的磁感强度大小为
5．超导材料温度低于临界温度时，具有“零电阻效应”和“完全抗磁性”。“完全抗磁性”即处于超导态的超导体内部的磁感应强度为零。实际上，处于超导态的超导体因材料的杂质、缺陷等因素也具有一定的电阻值，只是电阻值非常小。通常采用“持续电流法”来测量超导体在超导状态下的阻值，测量装置如图（a）所示。将超导体做成一个闭合圆环，放入圆柱形磁铁产生的磁场中（磁铁与超导环共轴），用液氮进行冷却，进入超导态。撤去磁铁，超导环中会有电流产生。“持续电流法”是根据一段时间内的电流衰减情况计算超导体的电阻，通常情况下经过几十天的观测，仪器均未测量出超导环中电流的明显衰减。某次实验中，用如图（a）所示的霍尔元件（大小不计）测量超导环轴线上某处的磁感应强度，测量数据如图（b）所示，区域Ⅳ中磁场变化是因为液氮挥发导致超导体没有浸没在液氮中。已知实验室环境中的磁感应强度约为，且方向沿超导环轴线方向。下列说法正确的是（ ）
A．区域Ⅰ中磁场是超导环中电流产生的磁场与磁铁磁场的矢量叠加的结果
B．区域Ⅱ中的磁场迅速减小的原因是材料处于非超导态
C．区域Ⅲ中超导环中电流在测量处产生的磁场的磁感应强度大小约
D．撤磁铁时，超导环中感应电流在测量处的磁场与磁铁在该处的磁场方向相反
6．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N关于y轴对称，下列说法正确的是（ ）
A．N、P两点的电场强度相同 B．M点的电势与N点的电势相等
C．DNA分子在M点的加速度比在N点大 D．DNA分子在M点的电势能比在N点大
7．电鳗可以通过放电来捕食和自我保护，如图所示，静息时电鳗细胞不带电，捕食时电鳗通过神经元控制细胞膜消耗ATP中的能量来交换细胞内外的钠离子和钾离子（平均每3个钠离子运出细胞，就会有2个钾离子运进细胞），使得细胞内带负电。每个细胞内外产生150mV的电压，大量带电细胞串联后电鳗头尾间电势差可以达到几百伏，并通过体外海水放电形成的强电流来击杀猎物。在电鳗放电过程中以下说法正确的是（ ）
A．电鳗周围的海水中的正离子电势能减小，负离子电势能增加
B．电鳗周围的海水中的正离子电势能增加，负离子电势能减小
C．从带电细胞内运出的钠离子，其电势能增加
D．从带电细胞外运进的钾离子，其电势能增加
8．关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（ ）
A．图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场
B．图乙为共振筛，增加筛子质量，一定能使筛子振幅增大
C．图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属
D．图丁为钳型电流表，其变压器是一个升压变压器
9．黑箱外有编号为1、2、3的三个接线柱，黑箱内有电阻、二极管、电容器各1个，用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中，某次测量步骤如下，第一步：1、3间正反接，电表指针稳定后所测电阻值相等；第二步：黑表笔接1、红表笔接2时电阻很小，反接时电阻很大；第三步：黑表笔接3、红表笔接2时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值略大一些，反接时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值大得多。依据以上结论可判断黑箱内元件接法为（ ）
A． B．
C． D．
10．图甲为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．穿过受电线圈的最大磁通量为0.01Wb
B．受电线圈产生的感应电动势的最大值为20V
C．受电线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
D．在时刻，受电线圈产生的感应电动势为
11．地磁场可以阻挡能量很高的太阳风粒子到达地球表面。地球北极附近的磁场如图所示，某带电粒子从弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动，不计粒子的重力和一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带负电 B．从弱磁场区到强磁场区的过程中粒子的速率逐渐减小
C．粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变 D．粒子有可能从强磁场区域返回到弱磁场区域
12．如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管是否导通与的电动势大小有关
B．减小R 的阻值可以提高该报警器的灵敏度
C．增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度
D．烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流
13．某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（ ）
A．自行车的速度
B．小灯泡正常发光时
C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半
D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为
14．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框内阻恒定。线框ab两端通过滑环和电刷接如图乙所示的变压器，阻值为R的负载电阻接在副线圈的两端，用交流电压表测得a，b端和c，d端的电压分别为Uab和Ucd，则（ ）
A．增大负载电阻的阻值R，理想交流电流表的读数变大
B．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
C．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，通过负载电阻的电流频率变为原来的2倍
D．海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，线框内阻的发热功率变为原来的2倍
15．如图为电熨斗构造的示意图，其中双金属片是温度敏感元件，其右端固定在绝缘支架上。在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片在竖直方向发生弯曲，从而使上、下触点的接触面分离。熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度。下列说法正确的是（ ）
A．当温度过高时双金属片会向上弯曲
B．常温下，电熨斗的上、下触点应当是分离的
C．将双金属片换成单金属片，电熨斗仍能正常工作
D．熨烫完丝绸衣物后再熨烫棉麻衣物，应将调温旋钮下移
16．（多选）图甲为测量储液罐中不导电液体高度的装置，将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储液罐中，电容器可通过开关与理想电感线圈（电阻不计）或电源相连。时把开关从拨到，由理想电感线圈与电容器构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板正对面积一定、两极板间距离一定、忽略回路电磁辐射的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．当储液罐内的液面高度升高时，回路中振荡电流的频率将降低
B．时刻电容器所带电荷量最多
C．时间段内回路中磁场能逐渐转化为电场能
D．该振荡电流为正弦式交变电流，其有效值为
17．（多选）中国科学家利用兰州重离子加速器进行医用同位素的同步分离制备，“扇形聚焦回旋加速器”是该装置的重要构造部分。某种扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为的圆形区域等分成8个扇形区域，相互间隔的4个区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，另外4个区域内没有磁场。质量为、电荷量为的正离子以恒定速率在闭合平衡轨道上做周期性运动，其闭合平衡轨道如图中实线所示，离子重力不计，则离子绕闭合平衡轨道运动一周的过程中（ ）
A．运动的方向是顺时针 B．运动的方向是逆时针
C．在磁场中运动的总时间为 D．在磁场中运动的总时间为
18．（多选）湖南株洲素有“中国电力机车的摇篮”之称，其生产的电力机车销往世界多个国家。如图为某电力机车的供电流程的简化图，利用可视为理想变压器的牵引变电所，将电网中高压降至，牵引变电所中变压器原、副线圈匝数之比为，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得为25kV的额定工作电压，电力机车牵引变压器将此电压进一步降压，多路输出到动力系统和其他用电设备，每排座位下都设有并联的插座可供乘客充电。下列说法正确的是（ ）
A．
B．机车在额定电压下工作，当牵引变电所到机车间的等效电阻时，此时机车的输入功率为
C．当机车遇到的空气阻力变大时，短时间内若仍需维持机车原速匀速行驶，牵引变电所到机车间损耗的功率减小
D．当利用机车充电的乘客增多时，短时间内会增大
19．（多选）国家卫生健康委员会主任在十四届全国人大三次会议民生主题记者会上表示，实施“体重管理年”3年行动，普及健康生活方式，加强慢性病防治。控制体内脂肪积累可有效控制体重，图甲为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q，通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身体脂肪率，其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者，脂肪率越高的，电阻越大。则两体型相近者参加测试时（ ）
A．脂肪率高者测试时，R1消耗功率较大
B．脂肪率高者测试时，电源效率较高
C．脂肪率高者测试时，电压表示数和电流表示数比值较小
D．电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定
20．（多选）某同学将远距离输电实况巧妙的移入室内进行科学实验与研究。如图甲所示，将6卷导线（每卷为200m）串联后接入电路，其中L1、L2两灯完全相同，电表均为理想电表。将学生电源的电压调至8V，可以看到灯L1正常发光，灯L2几乎不亮，此时电流表的示数为500mA，电压表的示数为0.5V；经改进后的电路如图乙所示，在两灯附近分别接理想变压器T1和T2，将学生电源的电压仍调至8V，电流表的示数为520mA，电压表的示数为7.8V，可以观察到灯L1和L2的亮度相差不大，不考虑温度对灯丝阻值的影响。下列说法正确的是（ ）
A．6卷导线的总电阻为15Ω
B．乙图电路中6卷导线上损失的总功率约为4W
C．变压器T1的匝数比为8：117
D．变压器T2的匝数比为15：1
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