2022 届高考物理二轮专题复习——电磁学 一、单选题（本大题共 6 小题） 1．（2022·重庆·三模）如图所示，一圆形区域有竖直向上的匀强电场，O 为圆心，两个质量相等、电量 大小分别为 q1 、 q2 v1 v2 AO C 的带电粒子甲、乙，以不同的速率 、 从 A 点沿 垂直射入匀强电场，甲从 点飞 出电场，乙从 D 点飞出，它们在圆形区域中运动的时间相同，己知 �AOC  45�， �AOD  120�，不计粒 子的重力，下列说法正确的是（　　） v1 2  2  A． v2 2  3 v1 2  2  B． v2 3 q1 3  C． q2 2 q1  2 D． q2 2．（2022·河北张家口·三模）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，其加速区域简化模型如 图所示，一个光滑的环形真空室放置在磁感应强度大小为 B0 （按一定规律变化）、垂直纸面向外的磁场 中，以 O 为圆心，半径为 r 的圆形区域内存在一磁感应强度大小为 B1  kt （其中 k 为大于零的常数），方 向垂直纸面向外的磁场。在 t  0 时真空室内有一电子从 A 点由静止释放，电子做半径为 R（不变）的圆 周运动。已知电子的电荷量为 e、质量为 m（运动过程中不变），R 与 r 近似相等。下列说法正确的是（ ） A．电子在真空室内沿逆时针方向运动 B．电子沿切线方向的加速度不断增大 C．电子在轨道内运动一周，动能增加 ek r D． B0 和 B1 应时刻相等 3．（2022·甘肃·秦安县第一中学模拟预测）如图，水平桌面上固定有一半径为 R 的光滑金属细圆环，环 面水平，圆环总电阻为 r；空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向竖直向下；一长度为 2R、电阻 可忽略的导体棒 AC 置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度 a 从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是（　　） A．棒运动过程中产生的感应电流在棒中由 C 流向 A B．棒通过整个圆环所用的时间为 C．棒经过环心时流过棒的电流为 2R a 4 BR 2aR r D．棒经过环心时所受安培力的大小为 16 B 2 R 2 2aR r 4．（2022·浙江温州·三模）如图所示，水平放置的平行光滑导轨左端连接开关 K 和电源，右端接有理想 电压表。匀强磁场垂直于导轨所在的平面。ab、cd 两根导体棒单位长度电阻相同、单位长度质量也相同， ab 垂直于导轨，cd 与导轨成 60°角。两棒的端点恰在导轨上，且与导轨接触良好，除导体棒外，其余电 阻不计。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关 K 瞬间，两棒所受安培力大小相等 B．闭合开关 K 瞬间，两棒加速度大小相等 C．断开开关 K，让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线，电压表无示数 D．断开开关 K，固定 ab，让 cd 棒以速度 v 沿导轨向右运动时电压表示数为 v 沿导轨向右运动时电压表示数为 U2 ，则 U1 ；固定 cd，让 ab 棒以速度 U1  U 2 5．（2022·浙江温州·三模）如图所示，足够长的导体棒 AB 水平放置，通有向右的恒定电流 I。足够长的 粗糙细杆 CD 处在导体棒 AB 的正下方不远处，与 AB 平行。一质量为 m、电量为+q 的小圆环套在细杆 CD 上。现给圆环向右的初速度 v0 ，圆环运动的 v t A． B． C． D． 图象不可能是（　　） 6．（2022·浙江温州·三模）有一种新型人造卫星，叫绳系卫星。它是通过一根金属长绳将卫星固定在其 它航天器上，并以此完成一些常规单体航天器无法完成的任务。现有一航天器 A，通过一根金属长绳在 其正下方系一颗绳系卫星 B，一起在赤道平面内绕地球做自西向东的匀速圆周运动。航天器 A、绳系卫星 B 以及地心始终在同一条直线上。不考虑稀薄的空气阻力，不考虑绳系卫星与航天器之间的万有引力，金 属长绳的质量不计，下列说法正确的是（　　） A．正常运行时，金属长绳中拉力为零 B．绳系卫星 B 的线速度大于航天器 A 的线速度 C．由于存在地磁场，金属长绳上绳系卫星 B 端的电势高于航天器 A 端的电势 D．若在绳系卫星 B 的轨道上存在另一颗独立卫星 C，其角速度大于绳系卫星 B 的角速度 二、多选题（本大题共 5 小题） 7．（2022·重庆·三模）如图所示，平行虚线 a、b 之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，两虚线间的距离为 l R 。现使一粗细均匀、电阻为 的闭合直角三角形导线框 ABC v 以恒定的速度 沿垂直于磁场边界的方向穿 过磁场区域。已知 AB 边长为 l ， BC 边与磁场边界平行。 t  0 时刻， A 点到达边界 a，取逆时针方向为感 应电流的正方向，则在导线框穿越磁场区域的过程中，感应电流 i 及安培力的功率 P 随时间 t 变化的图线 可能是（　　） A． C． B． D． 8．（2022·河北张家口·三模）沿电场中某条直线电场线方向建立 x 轴，该电场线上各点的电场强度 E 随 x 的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置 x3 动到原点的过程中，下列说法正确的是（　　） 由静止释放，粒子仅在电场力的作用下由坐标位置 x3 运 A．该粒子带正电 B．粒子先加速后减速运动 C．粒子的电势能一直减小 D．坐标原点 O 和位置 x 的电势差 U Ox2  2 E0 x2 2 9．（2022·云南·二模）如图所示，矩形 OMPN 空间内存在垂直于平面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强 磁场。有大量速率不同的电子从 O 点沿着 ON 方向进入磁场。已知电子质量为 m，电荷量为 e，OM 长度 为 3d，ON 长度为 2d，忽略电子之间的相互作用，电子重力不计。下列说法正确的是（　　） A．电子速率越小，在磁场里运动的时间一定越长 B．电子在磁场里运动的最长时间为 C．MP 上有电子射出部分的长度为 D．MP 上有电子射出部分的长度为 m eB 3d (2  3)d 10．（2022·福建厦门·模拟预测）绝缘光滑水平面上存在着垂直纸面向里的磁场，以水平向右为正方向建 立 x 轴，x≥0 区域内磁感应强度大小与坐标的关系满足 B＝kx（k>0，且为常数），俯视图如图所示。一匀 质单匝正方形金属线框 abcd 静止于水平面上，ab 边位于 x＝0 处。一根与 ab 边完全相同的金属棒 MN 以 水平向右的初速度 ν 和线框并排碰撞，碰后瞬间合在一起（MN 与 ab 接触良好）。已知金属线框质量为 4m，边长为 L、电阻为 4R，则（　　） v A．碰撞后瞬间，线框的速度大小为 5 B．碰撞后，回路中的感应电流为逆时针方向 mv 2 C．线框 cd 边产生的总焦耳热为 40 D．线框停止运动时，ab 边处于 x  7 mRv 的位置 2k 2 L4 11．（2022·福建厦门·模拟预测）氮化镓（GaN）充电器具有体积小，效率高和安全性强的优点，如图甲 所示为其部分电路示意图，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作时 ab 端输入恒定的电压 U，通 过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器 cd 端获得如图乙所示的输入电压 u，则（　　） U A．cd 端输入电压的有效值为 2 2U B．cd 端输入电压的有效值为 2 C．若氮化镓开关管因故障短路，ef 端无输出电压 D．若氮化镓开关管因故障短路，ef 端仍有输出电压 三、填空题（本大题共 4 小题） 12．（2022·福建漳州·三模）如图甲，用电阻率为  、横截面积为 S 的硬质导线，做成边长为 2a 的正方形 导线框，垂直导线框所在平面的磁场充满其内接圆形区域。磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示， t0 时大小为 B0 ，方向垂直 B 于纸面向里。则在 0 ~ t0 的时间内导线框中的感应电流方向为_______（填 “顺时针”或“逆时针”），在 t0 ~ 2t0 的时间内感应电流大小为__________（用题中物理量甲乙符号表示）。 13．（2022·天津·模拟预测）1m 的均匀金属杆，两端焊接等长的细软导线，悬挂在同一水平高度的两点 上， abcd 所在的区域内有一竖直向上的匀强磁场，当 ab 中通以如图所示的电流时，金属杆 ab 偏离原来 的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为 30� 时保持平衡，如果金属杆 ab 的质量为 3kg ，其中通过的电流 2 强度为 10A，匀强磁场的磁感应强度为___________T。（取 10m / s ） 14．（2020·上海市七宝中学模拟预测）如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷， A、O、B 在两电荷连线的中垂线上，O 为两电荷连线中点，AO=OB=L，将一带正电的小球由 A 点静止释 放，小球可最远运动至 O 点，已知小球的质量为 m、电量为 q。若在 A 点给小球一初速度，则小球向上最 远运动至 B 点，重力加速度为 g。则 AO 两点的电势差 程中经过 O 点时速度大小为___________。 U AO  ___________，该小球从 A 点运动到 B 点的过 15．（2022·上海市七宝中学模拟预测）如图所示，水平面内的等边三角形 ABC 的边长为 L，顶点 C 恰好 位于光滑绝缘直轨道 CD 的最低点，光滑直导轨的上端点 D 到 A、B 两点的距离均为 L，D 在 AB 边上的竖 直投影点为 O，一对电荷量均为 -Q 的点电荷分别固定于 A、B 两点．在 D 处将质量为 m、电荷量为  q （的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），将小球由静止开始释放，已知静电力常量为 k、重力加 速度为 g，且 k Qq 3  mg ，忽略空气阻力，则小球沿直轨道 CD 下滑过程中，电势能的变化情况为____ L2 3 ____（选填“一直增大”、“一直减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”等）；小球刚到达 C 点时的加速度 大小为___________。 四、解答题（本大题共 4 小题） 16．（2022·重庆·三模）如图所示，有一半圆形区域的半径为 R，内部及边界上均存在垂直于纸面向里的 匀强磁场，磁感应强度大小为 B，直径 MN 处放有一个很薄的荧光屏，有一个位置可以移动的粒子源 A 可 以向纸面内各个方向均匀发射同种带电粒子，已知粒子质量为 m，电量为  q 。速度大小可调，粒子重力 及粒子间的相互作用力不计。（可能用到的三角函数知识： sin 53� 0.8 ） （1）若 间； v qB