第第頁高考物理廣東卷3年（2023-2023）真題匯編-電磁學（有解析）中小學教育資源及組卷應用平臺

高考物理廣東卷3年（2023-2023）真題匯編-電磁學

一、單選題

1．（2023·廣東·統考高考真題）某小型醫用回旋加速器，最大回旋半徑為，磁感應強度大小為，質子加速后獲得的最大動能為．根據給出的數據，可計算質子經該回旋加速器加速后的最大速率約為（忽略相對論效應，）（）

A．B．C．D．

2．（2023·廣東·統考高考真題）用一臺理想變壓器對電動汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數比為，輸出功率為，原線圈的輸入電壓。關于副線圈輸出電流的有效值和頻率正確的是（）

A．B．C．D．

3．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，一個立方體空間被對角平面劃分成兩個區域，兩區域分布有磁感應強度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強磁場。一質子以某一速度從立方體左側垂直平面進入磁場，并穿過兩個磁場區域。下列關于質子運動軌跡在不同坐標平面的投影中，可能正確的是（）

A．B．

C．D．

4．（2022·廣東·高考真題）圖是簡化的某種旋轉磁極式發電機原理圖。定子是僅匝數n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內勻速轉動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

A．兩線圈產生的電動勢的有效值相等B．兩線圈產生的交變電流頻率相等

C．兩線圈產生的電動勢同時達到最大值D．兩電阻消耗的電功率相等

5．（2023·廣東·高考真題）某同學設計了一個充電裝置，如圖所示，假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V，理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數比為1∶60，下列說法正確的是（）

A．交流電的頻率為10Hz

B．副線圈兩端電壓最大值為3V

C．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關

D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率

6．（2023·廣東·高考真題）圖是某種靜電推進裝置的原理圖，發射極與吸板接在高壓電源兩端，兩極間產生強電場，虛線為等差等勢面，在強電場作用下，一帶電液滴從發射極加速飛向吸極，a、b是其路徑上的兩點，不計液滴重力，下列說法正確的是（）

A．a點的電勢比b點的低

B．a點的電場強度比b點的小

C．液滴在a點的加速度比在b點的小

D．液滴在a點的電勢能比在b點的大

7．（2023·廣東·高考真題）截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導線，若中心直導線通入電流，四根平行直導線均通入電流，，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發生形變的是（）

A．B．

C．D．

二、多選題

8．（2023·廣東·統考高考真題）電子墨水是一種無光源顯示技術，它利用電場調控帶電顏料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈現出不同顏色．透明面板下有一層膠囊，其中每個膠囊都是一個像素．如圖所示，膠囊中有帶正電的白色微粒和帶負電的黑色微粒．當膠囊下方的電極極性由負變正時，微粒在膠囊內遷移（每個微粒電量保持不變），像素由黑色變成白色．下列說法正確的有（）

A．像素呈黑色時，黑色微粒所在區域的電勢高于白色微粒所在區域的電勢

B．像素呈白色時，黑色微粒所在區域的電勢低于白色微粒所在區域的電勢

C．像素由黑變白的過程中，電場力對白色微粒做正功

D．像素由白變黑的過程中，電場力對黑色微粒做負功

9．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，水平地面（平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導線正上方，平行于y軸，平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（）

A．N點與M點的磁感應強度大小相等，方向相同

B．線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變

C．線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應電流

D．線圈從P到M過程的感應電動勢與從P到N過程的感應電動勢相等

10．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，磁控管內局部區域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有（）

A．電子從N到P，電場力做正功

B．N點的電勢高于P點的電勢

C．電子從M到N，洛倫茲力不做功

D．電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力

11．（2023·廣東·高考真題）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌和，與平行，是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧左側和扇形內有方向如圖的勻強磁場，金屬桿的O端與e點用導線相接，P端與圓弧接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿靜止在平行導軌上，若桿繞O點在勻強磁場區內從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）

A．桿產生的感應電動勢恒定

B．桿受到的安培力不變

C．桿做勻加速直線運動

D．桿中的電流逐漸減小

三、解答題

12．（2023·廣東·統考高考真題）光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強磁場，磁場被分成區域Ⅰ和Ⅱ，寬度均為，其俯視圖如圖（a）所示，兩磁場磁感應強度隨時間的變化如圖（b）所示，時間內，兩區域磁場恒定，方向相反，磁感應強度大小分別為和，一電阻為，邊長為的剛性正方形金屬框，平放在水平面上，邊與磁場邊界平行．時，線框邊剛好跨過區域Ⅰ的左邊界以速度向右運動．在時刻，邊運動到距區域Ⅰ的左邊界處，線框的速度近似為零，此時線框被固定，如圖（a）中的虛線框所示。隨后在時間內，Ⅰ區磁感應強度線性減小到0，Ⅱ區磁場保持不變；時間內，Ⅱ區磁感應強度也線性減小到0。求：

（1）時線框所受的安培力；

（2）時穿過線框的磁通量；

（3）時間內，線框中產生的熱量。

13．（2022·廣東·高考真題）密立根通過觀測油滴的運動規律證明了電荷的量子性，因此獲得了1923年的諾貝爾獎。圖是密立根油滴實驗的原理示意圖，兩個水平放置、相距為d的足夠大金屬極板，上極板上都有一小孔。通過小孔噴入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴帶上了電荷。有兩個質量均為、位于同一豎直線上的球形小油滴A和B，在時間t內都勻速下落了距離。此時給兩極板加上電壓U（上極板接正極），A繼續以原速度下落，B經過一段時間后向上勻速運動。B在勻速運動時間t內上升了距離，隨后與A合并，形成一個球形新油滴，繼續在兩極板間運動直至勻速。已知球形油滴受到的空氣阻力大小為，其中k為比例系數，m為油滴質量，v為油滴運動速率，不計空氣浮力，重力加速度為g。求：

（1）比例系數k；

（2）油滴A、B的帶電量和電性；B上升距離電勢能的變化量；

（3）新油滴勻速運動速度的大小和方向。

14．（2023·廣東·高考真題）圖是一種花瓣形電子加速器簡化示意圖，空間有三個同心圓a、b、c圍成的區域，圓a內為無場區，圓a與圓b之間存在輻射狀電場，圓b與圓c之間有三個圓心角均略小于90°的扇環形勻強磁場區Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各區感應強度恒定，大小不同，方向均垂直紙面向外。電子以初動能從圓b上P點沿徑向進入電場，電場可以反向，保證電子每次進入電場即被全程加速，已知圓a與圓b之間電勢差為U，圓b半徑為R，圓c半徑為，電子質量為m，電荷量為e，忽略相對論效應，取。

（1）當時，電子加速后均沿各磁場區邊緣進入磁場，且在電場內相鄰運動軌跡的夾角均為45°，最終從Q點出射，運動軌跡如圖中帶箭頭實線所示，求Ⅰ區的磁感應強度大小、電子在Ⅰ區磁場中的運動時間及在Q點出射時的動能；

（2）已知電子只要不與Ⅰ區磁場外邊界相碰，就能從出射區域出射。當時，要保證電子從出射區域出射，求k的最大值。

參考答案：

1．C

【詳解】洛倫茲力提供向心力有

質子加速后獲得的最大動能為

解得最大速率約為

故選C。

2．A

【詳解】由題可知原線圈輸入電壓的有效值為

原線圈電流為

副線圈輸出電流的有效值為

變壓器無法改變電流的頻率，故

故選A。

3．A

【詳解】AB．由題意知當質子射出后先在MN左側運動，剛射出時根據左手定則可知在MN受到y軸正方向的洛倫茲力，即在MN左側會向y軸正方向偏移，做勻速圓周運動，y軸坐標增大；在MN右側根據左手定則可知洛倫茲力反向，質子在y軸正方向上做減速運動，故A正確，B錯誤；

CD．根據左手定則可知質子在整個運動過程中都只受到平行于xOy平面的洛倫茲力作用，在z軸方向上沒有運動，z軸坐標不變，故CD錯誤。

故選A。

4．B

【詳解】AD．根據可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數不等，則產生的感應電動勢最大值不相等，有效值也不相等；根據可知，兩電阻的電功率也不相等，選項AD錯誤；

B．因兩線圈放在同一個旋轉磁鐵的旁邊，則兩線圈產生的交流電的頻率相等，選項B正確；

C．當磁鐵的磁極到達一線圈附近時，一個線圈的磁通量最大，感應電動勢為0，另一個線圈通過的磁通量最小，感應電動勢最大，可知兩線圈產生的感應電動勢不可能同時達到最大值，選項C錯誤。

故選B。

5．B

【詳解】A．周期是T=0.2s，頻率是

故A錯誤；

B．由理想變壓器原理可知

解得，副線兩端的最大電壓為

故B正確；

C．根據法拉第電磁感應定律可知，永磁鐵磁場強，線圈中產生的感應電動勢越大，變壓器的輸入電壓會越大，故C錯誤；

D．由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯誤。

故選B。

6．D

【詳解】A．高壓電源左為正極，則所加強電場的場強向右，而沿著電場線電勢逐漸降低，可知

故A錯誤；

B．等差等勢線的疏密反映場強的大小，由圖可知a處的等勢線較密，則

故B錯誤；

C．液滴的重力不計，根據牛頓第二定律可知，液滴的加速度為

因，可得

故C錯誤；

D．液滴在電場力作用下向右加速，則電場力做正功，動能增大，電勢能減少，即

故D正確；

故選D。

7．C

【詳解】因，則可不考慮四個邊上的直導線之間的相互作用；根據兩通電直導線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側的直導線要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導線要受到排斥的安培力，形成凸形，故變形后的形狀如圖C。

故選C。

8．AC

【詳解】A．像素呈黑色時，當膠囊下方的電極帶負電，像素膠囊里電場線方向向下，所以黑色微粒所在的區域的電勢高于白色微粒所在區域的電勢，故A正確；

B．像素呈白色時，當膠囊下方的電極帶正電，像素膠囊里電場線方向向上，所以黑色微粒所在的區域的電勢高于白色微粒所在區域的電勢，故B錯誤；

C．像素由黑變白的過程中，白色微粒受到的電場力向上，位移向上，電場力對白色微粒做正功，故C正確；

D．像素由白變黑的過程中，黑色微粒受到的電場力向下，位移向下，電場力對黑色微粒做正功，故D錯誤。

故選AC。

9．AC

【詳解】A．依題意，M、N兩點連線與長直導線平行、兩點與長直導線的距離相同，根據右手螺旋定則可知，通電長直導線在M、N兩點產生的磁感應強度大小相等，方向相同，故A正確；

B．根據右手螺旋定則，線圈在P點時，磁感線穿進與穿出在線圈中對稱，磁通量為零；在向N點平移過程中，磁感線穿進與穿出線圈不再對稱，線圈的磁通量會發生變化，故B錯誤；

C．根據右手螺旋定則，線圈從P點豎直向上運動過程中，磁感線穿進與穿出線圈對稱，線圈的磁通量始終為零，沒有發生變化，線圈無感應電流，故C正確；

D．線圈從P點到M點與從P點到N點，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點到M點所用時間較從P點到N點時間長，根據法拉第電磁感應定律，則兩次的感應電動勢不相等，故D錯誤。

故選AC。

10．BC

【詳解】A．由題可知電子所受電場力水平向左，電子從N到P的過程中電場力做負功，故A錯誤；

B．根據沿著電場線方向電勢逐漸降低可知N點的電勢高于P點，故B正確；

C．由于洛倫茲力一直都和速度方向垂直，故電子從M到N洛倫茲力都不做功；故C正確；

D．由于M點和P點在同一等勢面上，故從M到P電場力做功為0，而洛倫茲力不做功，M點速度為0，根據動能定理可知電子在P點速度也為0，則電子在M點和P點都只受電場力作用，在勻強電場中電子在這兩點電場力相等，即合力相等，故D錯誤；

故選BC。

11．AD

【詳解】A．OP轉動切割磁感線產生的感應電動勢為

因為OP勻速轉動，所以桿OP產生的感應電動勢恒定，故A正確；

BCD．桿OP勻速轉動產生的感應電動勢產生的感應電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會向左運動，MN棒運動會切割磁感線，產生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。

故選AD。

12．（1），方向水平向左；（2）；（3）

【詳解】（1）由圖可知時線框切割磁感線的感應電動勢為

則感應電流大小為

所受的安培力為

方向水平向左；

（2）在時刻，邊運動到距區域Ⅰ的左邊界處，線框的速度近似為零，此時線框被固定，則時穿過線框的磁通量為

方向垂直紙面向里；