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10.（2025·枣庄台儿庄区模拟）如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于U形磁体磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中
无
（选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向左
偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁体的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右
运动。答案
10.无 左 右
解析
【分析】
要解答本题，需分三个部分逐步分析：
1. 判断感应电流是否存在：感应电流产生的条件是“闭合回路+磁通量变化（或导体切割磁感线且回路闭合）”，若回路不闭合，则不会产生感应电流。
2. 感应电流方向与切割方向的关系：感应电流的方向由导体切割磁感线的方向和磁场方向共同决定，当其中一个因素反向时，感应电流方向反向，电流计指针偏转方向也随之改变。
3. 通电导体在磁场中受力的方向：受力方向由电流方向和磁场方向共同决定，若电流方向和磁场方向同时反向，受力方向不变。
【解析】
1. 当ad之间断开时，整个电路不是闭合回路，不满足感应电流产生的条件，因此电路中无感应电流。
2. 当ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，切割磁感线产生感应电流，使指针向右偏；当pq杆向左运动时，切割磁感线的方向与之前相反，感应电流的方向也相反，因此电流计指针将向左偏。
3. 当ad之间安装直流电源时，初始状态下pq杆通电后受力向右。若交换电源正负极，电流方向反向；同时交换磁体南北极，磁场方向反向。根据左手定则，电流方向和磁场方向同时反向时，受力方向不变，因此pq杆通电后仍沿导轨向右运动。
【答案】
无；左；右
【知识点】
电磁感应、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题考查电磁感应和通电导体在磁场中受力的基础规律，需明确感应电流产生的条件、感应电流方向的影响因素、通电导体受力方向的影响因素，属于电磁学的常规应用题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需分三个部分逐步分析：
1. 判断感应电流是否存在：感应电流产生的条件是“闭合回路+磁通量变化（或导体切割磁感线且回路闭合）”，若回路不闭合，则不会产生感应电流。
2. 感应电流方向与切割方向的关系：感应电流的方向由导体切割磁感线的方向和磁场方向共同决定，当其中一个因素反向时，感应电流方向反向，电流计指针偏转方向也随之改变。
3. 通电导体在磁场中受力的方向：受力方向由电流方向和磁场方向共同决定，若电流方向和磁场方向同时反向，受力方向不变。
【解析】
1. 当ad之间断开时，整个电路不是闭合回路，不满足感应电流产生的条件，因此电路中无感应电流。
2. 当ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，切割磁感线产生感应电流，使指针向右偏；当pq杆向左运动时，切割磁感线的方向与之前相反，感应电流的方向也相反，因此电流计指针将向左偏。
3. 当ad之间安装直流电源时，初始状态下pq杆通电后受力向右。若交换电源正负极，电流方向反向；同时交换磁体南北极，磁场方向反向。根据左手定则，电流方向和磁场方向同时反向时，受力方向不变，因此pq杆通电后仍沿导轨向右运动。
【答案】
无；左；右
【知识点】
电磁感应、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题考查电磁感应和通电导体在磁场中受力的基础规律，需明确感应电流产生的条件、感应电流方向的影响因素、通电导体受力方向的影响因素，属于电磁学的常规应用题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
11.［跨学科实践——物理学与工程实践］如图是某电动汽车驱动机构组件的示意图。磁铁固定在转子上随车轮转动，3个电阻均为r、完全相同的线圈并联组成定子固定在车轴上。若电源电压为U，车辆行驶时每个线圈中电流均为I，经过时间t，驱动机构产生的电热为
3I²rt
，不计传动部件间的摩擦，输出的机械功为3UIt-3I²rt
；汽车刹车时进行“能量回收”，部分动能又转化为电能给电池充电，能量回收过程的工作原理与发电机
（选填“电动机”或“发电机”）相同。答案
11. 3I²rt 3UIt-3I²rt 发电机 【解析】3个电阻均为r、完全相同的线圈并联组成定子固定在车轴上，每个线圈中电流均为I，可知驱动机构产生的电热Q=3I²rt，并联时电压相等，驱动机构消耗的电能W=3UIt，驱动机构在工作时将电能转化为内能和机械能，所以输出的机械功W_机械= W-Q = 3UIt-3I²rt。汽车刹车时进行“能量回收”，部分动能又转化为电能给电池充电，即机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象，与发电机的原理相同。
解析
【分析】首先明确定子由3个相同线圈并联组成，每个线圈电阻为r，工作时每个线圈电流为I，时间为t。计算电热需用焦耳定律，单个线圈电热为I²rt，3个线圈总电热为其3倍；消耗的总电能可结合并联电路电压特点，每个线圈两端电压等于电源电压U，单个线圈消耗电能为UIt，总电能为3倍的单个电能；电能转化为电热和机械能，因此输出机械功为总电能减去电热。能量回收过程是机械能转化为电能，对应发电机的工作原理。
【解析】1. 计算电热：根据焦耳定律，单个线圈产生的电热$Q_1=I^2rt$，3个线圈总电热$Q=3Q_1=3I^2rt$。
2. 计算总电能与机械功：3个线圈并联，每个线圈两端电压等于电源电压U，单个线圈消耗的电能$W_1=UIt$，总电能$W=3W_1=3UIt$。电能转化为电热和机械能，故输出的机械功$W_{机械}=W-Q=3UIt-3I^2rt$。
3. 能量回收原理：刹车时动能（机械能）转化为电能，利用电磁感应现象，与发电机工作原理相同。
【答案】$3I^2rt$；$3UIt-3I^2rt$；发电机
【知识点】焦耳定律、电功计算、电磁感应
【点评】本题结合电动汽车驱动机构的实际场景，考查电热、电功的计算及能量转化的原理，需掌握并联电路特点、焦耳定律和电功公式，区分电动机与发电机的工作原理，体现物理与工程实践的联系。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算电热：根据焦耳定律，单个线圈产生的电热$Q_1=I^2rt$，3个线圈总电热$Q=3Q_1=3I^2rt$。
2. 计算总电能与机械功：3个线圈并联，每个线圈两端电压等于电源电压U，单个线圈消耗的电能$W_1=UIt$，总电能$W=3W_1=3UIt$。电能转化为电热和机械能，故输出的机械功$W_{机械}=W-Q=3UIt-3I^2rt$。
3. 能量回收原理：刹车时动能（机械能）转化为电能，利用电磁感应现象，与发电机工作原理相同。
【答案】$3I^2rt$；$3UIt-3I^2rt$；发电机
【知识点】焦耳定律、电功计算、电磁感应
【点评】本题结合电动汽车驱动机构的实际场景，考查电热、电功的计算及能量转化的原理，需掌握并联电路特点、焦耳定律和电功公式，区分电动机与发电机的工作原理，体现物理与工程实践的联系。
【难度系数】0.5
12.［质疑创新］（2026·淄博桓台县一模）如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图，A、B为两块电磁铁的两端，让线圈从不同高度竖直下落，观察灵敏电流计的指针偏转角度，其中$ h_1 ＜ h_2 $，下列说法正确的是（
A.调节滑动变阻器的滑片右移，小灯泡变暗，两块电磁铁的磁性变强
B.调节滑动变阻器的滑片左移，小灯泡变亮，两块电磁铁的磁性变弱
C.若将电源正、负极对调，可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D.若线圈分别从高为$ h_1 $和$ h_2 $处自由竖直下落，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
D
）A.调节滑动变阻器的滑片右移，小灯泡变暗，两块电磁铁的磁性变强
B.调节滑动变阻器的滑片左移，小灯泡变亮，两块电磁铁的磁性变弱
C.若将电源正、负极对调，可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D.若线圈分别从高为$ h_1 $和$ h_2 $处自由竖直下落，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
答案
12. D 【解析】两块电磁铁与小灯泡、滑动变阻器串联，闭合开关，向左调节滑动变阻器的滑片，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，两块电磁铁的磁性变强，故A、B错误；若将电源正、负极对调，根据右手螺旋定则可知，两块电磁铁的极性发生改变，可探究感应电流方向与磁场方向的关系，但磁场强弱不变，不可以探究感应电流大小与磁场强弱的关系，故C错误；若线圈分别从高为h₁和h₂处自由竖直下落，线圈切割磁感线的快慢不同，控制其他条件相同时，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系，故D正确。
解析
【分析】
本题考查电磁感应和电磁铁的相关知识，解题时需明确电磁铁磁性强弱与电流大小的关系、感应电流大小的影响因素，再逐一分析各选项：先判断滑动变阻器滑片移动对电路电流及电磁铁磁性的影响，再分析电源正负极对调的作用，最后结合下落高度判断线圈切割磁感线的速度，进而确定选项的正确性。
【解析】
选项A：滑动变阻器滑片右移时，接入电路的电阻变大，电路电流变小，两块电磁铁的磁性变弱，小灯泡变暗，A错误；
选项B：滑动变阻器滑片左移时，接入电路的电阻变小，电路电流变大，两块电磁铁的磁性变强，小灯泡变亮，B错误；
选项C：将电源正、负极对调，仅改变电磁铁的磁场方向，磁场强弱不变，无法探究感应电流大小与磁场强弱的关系，C错误；
选项D：线圈从h₁和h₂处下落，h₂更高，线圈下落速度更大，切割磁感线的快慢不同，其他条件相同，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁磁性、电磁感应、影响感应电流的因素
【点评】
本题结合实验装置考查相关知识点，需学生掌握控制变量法的应用，分析各选项时要理清物理量间的关联，是对实验探究能力的综合考查。
【难度系数】
0.5
本题考查电磁感应和电磁铁的相关知识，解题时需明确电磁铁磁性强弱与电流大小的关系、感应电流大小的影响因素，再逐一分析各选项：先判断滑动变阻器滑片移动对电路电流及电磁铁磁性的影响，再分析电源正负极对调的作用，最后结合下落高度判断线圈切割磁感线的速度，进而确定选项的正确性。
【解析】
选项A：滑动变阻器滑片右移时，接入电路的电阻变大，电路电流变小，两块电磁铁的磁性变弱，小灯泡变暗，A错误；
选项B：滑动变阻器滑片左移时，接入电路的电阻变小，电路电流变大，两块电磁铁的磁性变强，小灯泡变亮，B错误；
选项C：将电源正、负极对调，仅改变电磁铁的磁场方向，磁场强弱不变，无法探究感应电流大小与磁场强弱的关系，C错误；
选项D：线圈从h₁和h₂处下落，h₂更高，线圈下落速度更大，切割磁感线的快慢不同，其他条件相同，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁磁性、电磁感应、影响感应电流的因素
【点评】
本题结合实验装置考查相关知识点，需学生掌握控制变量法的应用，分析各选项时要理清物理量间的关联，是对实验探究能力的综合考查。
【难度系数】
0.5
