專題28-電磁感應實際運用-高考物理電磁感應常用模型(解析版)

高考物理《電磁感應》常用模型最新模擬題精練專題28電磁感應實際運用一．選擇題1.（2022浙江嘉興高二期末）某興趣小組設計了一輛“電磁感應車”，在一個車架底座上固定了一塊塑料板，板上固定了線圈和紅、綠兩個二極管，裝置和連成的電路如圖甲所示。用強磁鐵插入和拔出線圈，電流傳感器記錄了線圈中電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.在t=3s時刻，線圈中的磁通量最大B.當磁鐵從線圈左端插入時，小車將會向左運動C.乙圖顯示了磁鐵先后兩次插入和拔出線圈的過程D.若插入線圈的磁鐵磁性足夠強，紅、綠兩個二極管會同時發(fā)光【參考答案】C【名師解析】根據(jù)線圈中的磁通量最大時，磁通量變化率為零，產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流為零，可知A錯誤；根據(jù)楞次定律，當磁鐵從線圈左端插入時，小車將會向右運動，B錯誤；乙圖顯示了磁鐵先后兩次插入和拔出線圈的過程，C正確；若插入線圈的磁鐵磁性足夠強，根據(jù)二極管單向?qū)щ娦?，紅、綠兩個二極管會間斷發(fā)光，D錯誤。2.（2022北京海淀二模）加速性能、電能利用率、動能回收等是電動汽車電機的重要指標。如圖所示，甲、乙分別是目前被廣泛采用的兩種電機的簡化原理示意圖，它們的相同點是利用作為定子的電磁鐵（二組線圈，圖中1和4；2和5；3和6所示）交替產(chǎn)生磁場，實現(xiàn)了電磁鐵激發(fā)的磁場在平面內(nèi)沿順時針方向轉(zhuǎn)動的效果，以驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動；不同的是甲圖所示電機的轉(zhuǎn)子是一個永磁鐵，而乙圖所示電機的轉(zhuǎn)子是繞在軟鐵上的閉合線圈。通過電磁驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，可以為電動汽車提供動力。假定兩種電機的每組電磁鐵中電流變化周期和有效值均相同，下列說法正確的是（）A.電機穩(wěn)定工作時，乙電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電磁鐵激發(fā)磁場的轉(zhuǎn)速相同B.電機穩(wěn)定工作時，乙電機產(chǎn)生的焦耳熱相對較少C.電機穩(wěn)定工作時，乙電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越接近電磁鐵激發(fā)磁場的轉(zhuǎn)速，其所受安培力就越大D.剎車（停止供電）時，甲電機轉(zhuǎn)子由于慣性旋轉(zhuǎn)，可以通過反向發(fā)電從而回收動能【參考答案】D【名師解析】乙電機中，轉(zhuǎn)子也是線圈，乙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動是由于穿過轉(zhuǎn)子線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流，電流受安培力作用而運動，相當于電磁驅(qū)動，安培力阻礙定子和轉(zhuǎn)子間的相對運動，但不能阻止，故轉(zhuǎn)子比定子轉(zhuǎn)得慢一些，故A錯誤；乙電機中，轉(zhuǎn)子也會產(chǎn)生焦耳熱，故產(chǎn)生的焦耳熱較多，故B錯誤；轉(zhuǎn)速越接近，則磁通量變化越慢，感應電流越小，所受安培力越小，故C錯誤；停止供電后，甲的轉(zhuǎn)子是磁鐵，甲電機轉(zhuǎn)子由于慣性旋轉(zhuǎn)，使得線圈中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生反向感應電流，反向發(fā)電從而回收動能，故D正確。3.（2022廣州培正中學三模）一跑步機的原理圖如圖所示，該跑步機水平底面固定有間距L＝0.8m的平行金屬電極，電極間充滿磁感應強度大小B＝0.5T、方向豎直向下的勻強磁場，且接有理想電壓表和阻值為的定值電阻R，勻速運動的絕緣橡膠帶上鍍有電阻均為的平行細金屬條，金屬條間距等于電極長度d且與電極接觸良好。某人勻速跑步時，電壓表的示數(shù)為0.8V。下列說法正確的是（）A.通過電阻R的電流為0.08AB.細金屬條的速度大小為2.5m/sC.人克服細金屬條所受安培力做功的功率為0.2WD.每2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.2C【參考答案】BD【名師解析】由題知單根細金屬條電阻為，勻速跑步時，始終只有一根細金屬條在切割磁感線，其產(chǎn)生的電動勢為電壓表測量R兩端電壓，由題知其示數(shù)為0.8V，即解得，通過電阻R的電流為，A錯誤，B正確；人克服細金屬條所受安培力做功的功率為，C錯誤；每2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為，D正確。4.（2022山東濟南重點高中高二質(zhì)檢）如圖甲所示，磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢，其E—t關(guān)系如圖乙所示。如果只將刷卡速度改為2v0，線圈中E—t的關(guān)系可能是（）A. B. C. D.【參考答案】A【名師解析】根據(jù)感應電動勢公式E=BLv可知，其他條件不變時，感應電動勢與導體的切割速度成正比，只將刷卡速度改為2v0，則線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值將變?yōu)樵瓉淼?倍，磁卡通過刷卡器的時間與速率成反比，所用時間變?yōu)樵瓉淼囊话搿正確。5.（2022湖北新高考協(xié)作體高二質(zhì)檢）關(guān)于課本中下列圖片的解釋錯誤的是（）A.真空冶煉爐利用渦流通過金屬產(chǎn)生的熱量使金屬融化B.使用電磁爐加熱食物時使用陶瓷鍋也可以C.用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯可以減小變壓器鐵芯中的渦流D.用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷的探雷器是利用渦流工作的【參考答案】B【名師解析】真空冶煉爐利用渦流通過金屬產(chǎn)生的熱量使金屬融化，故A正確；使用電磁爐加熱食物時，陶瓷鍋內(nèi)沒有自由電子，不能產(chǎn)生渦流，所以不可以，故B錯誤；用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯可以減小變壓器鐵芯中的渦流，故C正確；用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷的探雷器是利用渦流工作的，故D正確。本題選錯誤項，故選B。6.(2018·北京海淀區(qū)期末)(多選)現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。如圖11所示，上面為側(cè)視圖，上、下為電磁鐵的兩個磁極，電磁鐵線圈中電流的大小可以變化；下面為磁極之間真空室的俯視圖?，F(xiàn)有一電子在真空室中做圓周運動，從上往下看電子沿逆時針方向做加速運動。則下列判斷正確的是()A.通入螺線管的電流在增強B.通入螺線管的電流在減弱C.電子在軌道中做圓周運動的向心力是電場力D.電子在軌道中加速的驅(qū)動力是電場力【參考答案】AD【名師解析】從上往下看電子沿逆時針方向做加速運動，表明感應電場沿順時針方向。圖示電磁鐵螺線管電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，根據(jù)楞次定律和右手定則，當磁場正在增強時，產(chǎn)生的感應電場沿順時針方向，故選項A正確，B錯誤；電子所受感應電場力方向沿切線方向，電子在軌道中做加速圓周運動是由電場力驅(qū)動的，選項C錯誤，D正確。7.自行車速度計利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率．如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓．圖乙為霍爾元件的工作原理圖．當磁場靠近霍爾元件時，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差．下列說法正確的是（

）

A.

根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小

B.

自行車的車速越大，霍爾電勢差越高

C.

圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運動形成的

D.

如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小【參考答案】A,D【名師解析】根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，可求得車輪轉(zhuǎn)動周期，從而求得車輪的角速度，最后由線速度公式，結(jié)合車輪半徑，即可求解車輪的速度大?。蔄正確．

根據(jù)qvB=q

得，UH=，由電流的微觀定義式：I=nesv，n是單位體積內(nèi)的電子數(shù)，e是單個導電粒子所帶的電量，s是導體的橫截面積，v是導電粒子運動的速度．整理得：v=．聯(lián)立解得：UH=，可知用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應強度，保持電流不變，霍爾電壓UH與車速大小無關(guān)．故B錯誤．霍爾元件的電流I是由負電荷定向運動形成的．故C錯誤．由公式UH=，若長時間不更換傳感器的電源，那么電流I減小，則霍爾電勢差將減小，故D正確；．

【分析】依據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，即可知轉(zhuǎn)動周期，再結(jié)合角速度與周期，與線速度與角速度關(guān)系，即可求解；根據(jù)左手定則得出電子的偏轉(zhuǎn)方向，抓住電子所受的電場力和洛倫茲力平衡得出霍爾電壓的表達式，從而進行分析．8．（2021·浙江百校聯(lián)考）如圖是漏電保護器的部分電路圖，由金屬環(huán)、線圈、控制器組成，其工作原理是控制器探測到線圈中有電流時會把入戶線斷開，即稱電路跳閘。下列有關(guān)漏電保護器的說法正確的是（

）

A.當接負載的電線中電流均勻變化時，繞在鐵芯上的線圈中有穩(wěn)定的電流B.當接負載的電線短路或電流超過額定值時，漏電保護器會發(fā)出信號使電路跳閘C.只有當接負載的電線漏電時，繞在鐵芯上的線圈中才會有電流通過D.當接負載的電線中電流不穩(wěn)定時，漏電保護器會發(fā)出信號使電路跳閘【參考答案】C【名師解析】因為通過金屬環(huán)的兩根導線電流方向相反，引起的磁通量為零，不管兩根導線的電流如何變化，兩根導線一起引起的磁通量為零，所以漏電保護器工作原理是當零線和火線中的電流大小不同是就會自動斷開電路，起到安全保護的作用，所以只有當負載的電線漏電時，繞在鐵芯上的線圈中才會有電流通過，故C正確，ABC錯誤。9．（2021·廣東揭陽市·高三月考）如圖是公路上安裝的一種測速“電子眼”。在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設兩個通電線圈，當車輛通過線圈上方的道路時，會引起線圈中電流的變化，系統(tǒng)根據(jù)兩次電流變化的時間及線圈之間的距離，對超速車輛進行抓拍。下列判斷正確的是（）A．汽車經(jīng)過線圈會產(chǎn)生感應電流B．線圈中的電流是由于汽車通過線圈時發(fā)生電磁感應引起的C．“電子眼”測量的是汽車經(jīng)過第二個線圈的瞬時速率D．如果某個線圈出現(xiàn)故障，沒有電流，“電子眼”還可以正常工作【參考答案】AB 【名師解析】A．由題意可知，汽車經(jīng)過線圈會產(chǎn)生感應電流，故A正確；B．根據(jù)楞次定律，線圈中的電流是由于汽車通過線圈時發(fā)生電磁感應引起的，故B正確；C．測量的是經(jīng)過兩個線圈的平均速度，故C錯誤；D．如果某個線圈出現(xiàn)故障，沒有電流，就會無計時起點或終點，無法計時，電子眼不能正常工作，故D錯誤。10（2021江西贛州重點高中質(zhì)檢）在一些學校教室為了保證照明條件,采用智能照明系統(tǒng),在自然光不足時接通電源啟動日光燈,而在自然光充足時,自動關(guān)閉日光燈,其原理圖如圖所示.R為一光敏電阻,L為一帶鐵芯的螺線管,在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵,一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動,另一端用一絕緣棒連接兩動觸頭.有關(guān)這套智能照明系統(tǒng)工作原理的描述正確的是 ()A.光照越強,光敏電阻阻值越大,銜鐵被吸引下來B.在光線不足時,光敏電阻阻值變大,銜鐵被彈簧拉上去C.上面兩接線柱應該和日光燈電路連接D.下面兩接線柱應該和日光燈電路連接【參考答案】BC【名師解析】根據(jù)光敏電阻的特點可知，光照越強，光敏電阻阻值越小，則電路中的電流值越大，銜鐵被吸引下來．故A錯誤；根據(jù)光敏電阻的特點可知，在光線不足時，光敏電阻阻值變大，電路中的電流值減小，銜鐵被彈簧拉上去．故B正確；根據(jù)題意可知，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，在自然光充足時，自動關(guān)閉日光燈，結(jié)合A、B的分析可知，當銜鐵被彈簧拉上去時，照明電路被接通，所以上面兩接線柱應該和日光燈電路連接．故C正確，D錯誤．

11（2020高考全國II卷壓軸卷）隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線。小到手表、手機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應用的轉(zhuǎn)化。下圖給出了某品牌的無線充電手機利用電磁感應方式無線充電的原理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是()A．無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應”B．只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電C．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同D．只要有無線充電底座，所有手機都可以進行無線充電【參考答案】C【名師解析】無線充電的原理是電磁感應，而不是電流的磁效應，故A錯誤；發(fā)生電磁感應的條件是電流要發(fā)生變化，故不能接到直流電源上，B錯誤；發(fā)生互感時，兩個線圈中交流電的頻率應該相同，故C正確；有無線充電底座，當手機內(nèi)部的線圈與底座上的線圈頻率相同時才可以進行充電，故D錯誤。 D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導熱性能較差【參考答案】B【名師解析】電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料不是鐵磁性材料，選項D錯誤。13.（2020江蘇高考仿真模擬2）下列實驗裝置中，利用電磁感應原理制成的是()人體帶電后頭發(fā)豎起、散開高頻感應爐電磁炮電動機人體帶電后頭發(fā)豎起、散開高頻感應爐電磁炮電動機ABCD【名師解析】：人體帶電后頭發(fā)豎起、散開，屬于靜電現(xiàn)象，選項A錯誤；高頻感應爐的原理是振蕩電路產(chǎn)生高頻電磁場，進而利用電磁感應原理產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生焦耳熱，使樣品迅速升溫熔化，選項B正確；電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場產(chǎn)生的洛倫茲力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，選項C錯誤；電動機的原理是通電導體在磁場中受力的作用，選項D錯誤。14.如圖1，水平地面上邊長為L的正方形ABCD區(qū)域，埋有與地面平行的金屬管線。為探測金屬管線的位置、走向和埋覆深度，先讓金屬管線載有電流，然后用閉合的試探小線圈P（穿過小線圈的磁場可視為勻強磁場）在地面探測，如圖2所示，將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一段，將接地棒接到電源的另一端。這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流。使線圈P在直線BD上的不同位置保持靜止時（線圈平面與地面平行），線圈中沒有感應電流。將線圈P靜置于A處，當線圈平面與地面平行時，線圈中有感應電流，當線圈平面與射線AC成37°角且保持靜止時，線圈中感應電流消失。下列說法正確的是（）（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）A.金屬管線沿AC走向

B.圖2中的電源為電壓恒定并且較大的直流電源

C.金屬管線的埋覆深度為L

D.線圈P在A處，當它與地面的夾角為53°時，P中的感應電流可能最大【參考答案】CD

【名師解析】由題意可知，線圈P在直線BD上的不同位置保持靜止（線圈平面與地面平行），線圈中沒有感應電流。說明穿過線圈的磁通量不變，則金屬管線沿BD走向，故A錯誤。由題意可知，當線圈靜止時存在感應電流，則說明線圈產(chǎn)生的磁場為變化的，故電流一定是變化的，故B錯誤。線圈平面與射線AC成37°角時，線圈中感應電流消失說明B點的磁場方向成37°角，則由幾何關(guān)系可知，埋覆深度d與OA長度的關(guān)系為d=OAtan53°，解得深度d=L，故C正確。P在A處，與地面夾角成53°時，線圈P與磁場方向相互垂直，則此時磁通量的最大，磁通量的變化率最大，故感應電流可能最大，故D正確。

【關(guān)鍵點撥】

根據(jù)感應電流的產(chǎn)生條件進行分析，明確當磁場和線圈平行時磁通量不變，再結(jié)合幾何關(guān)系即可明確電流的走向以及是否為交流，根據(jù)法拉第電磁感應定律分析D點能否為感應電流的最大值。本題考查法拉第電磁感應定律以及通電導線周圍的磁場分布，難點在于幾何關(guān)系的確定，要注意明確通電直導線周圍的磁場為以導線為圓心的同心圓。15.磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢．其E－t關(guān)系如圖所示．如果只將刷卡速度改為eq\f(v0,2)，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是()【參考答案】D【名師解析】若將刷卡速度改為eq\f(v0,2)，線圈切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電動勢大小將會減半，周期將會加倍，故D項正確，其他選項錯誤．二．計算題1．（2023浙江寧波重點高中期末）（10分）地球是個巨大的磁體，它周圍空間存在的磁場叫地磁場，但地磁場看不到，摸不著，但同學們都很好奇．為了研究地磁場，趙老師指導的一個學習小組在空曠的場地上做“搖繩發(fā)電實驗”，等效示意圖如下．他們將一銅芯線像甩跳繩一樣勻速搖動，銅芯線的兩端分別通過細銅線與靈敏交流電流表相連．搖繩的兩位同學的連線與所在處的地磁場（可視為勻強磁場）垂直．搖動時，轉(zhuǎn)動的銅芯線所圍成區(qū)域近似半圓，面積為S，轉(zhuǎn)動角速度，用電表測得電路中電流I，電路總電阻R．（已知S=5m2，，I=20μA，R=100Ω，取=2.25．）第19題圖（1）求該處地磁場的磁感應強度B；第19題圖（3）求銅芯線轉(zhuǎn)動100圈過程中，電路產(chǎn)生的焦耳熱Q．【名師解析】．（10分）（1）銅芯線中產(chǎn)生的是正弦交流電，電流表測量的是電流的有效值，因此，電流的最大值1分感應電動勢的最大值1分又因為感應電動勢的最大值1分1分（2）從銅芯線所在平面與該處地磁場垂直開始計時，求其轉(zhuǎn)過半圈的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應定律得，1分（不寫推導公式，直接寫，不得1分）1分1分（3）銅芯線轉(zhuǎn)動100圈過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q1分1分1分2.（2022北京朝陽模擬)現(xiàn)在科學技術(shù)研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原理如圖甲所示，上、下為兩個電磁鐵，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室內(nèi)做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大方向可以變化，在兩極間產(chǎn)生一個變化的磁場，這個變化的磁場又在真空室內(nèi)激發(fā)感生電場，其電場線是在同一平面內(nèi)的一系列同心圓，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。圖甲中上部分為側(cè)視圖、下部分為俯視圖。如果從上往下看，電子沿逆時針方向運動。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，初速度為零，電子圓形軌道的半徑為R．穿過電子圓形軌道面積的磁通量Φ隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，在t0時刻后，電子軌道處的磁感應強度為B0，電子加速過程中忽略相對論效應。（1）求在t0時刻后，電子運動的速度大??；（2）求電子在整個加速過程中運動的圈數(shù)；（3）為了約束加速電子在同一軌道上做圓周運動，電子感應加速器還需要加上“軌道約束”磁場，其原理如圖丙所示。兩個同心圓，內(nèi)圓半徑為R，內(nèi)圓內(nèi)有均勻的“加速磁場”B1，方向垂直紙面向外。另外在兩圓面之間有垂直紙面向外的“軌道約束”磁場B2，B1之值恰好使電子在二圓之間貼近內(nèi)圓面B2在磁場中做逆時針的圓周運動（圓心為0，半徑為R）?，F(xiàn)使B1隨時間均勻變化，變化率＝k（常數(shù)）為了使電子保持在同一半徑R上做圓周運動，求磁場B2的變化率?！久麕熃馕觥浚海?）在t0時刻后，電子軌道處的磁感應強度為B0，電子在磁場中做勻速圓周運動，受到洛倫茲力等于向心力，有：…①可得：…②（2）加速后電子的動能為：…③感生電場的感應電動勢：…④電子加速運動一圈獲得的能量為：W＝eE感…⑤電子在整個加速過程中運動的圈數(shù)為…⑥聯(lián)立①②③④得…⑦（3）對電子由牛頓運動定律得：…⑧由法拉第電磁感應定律B1產(chǎn)生的電動勢…⑨圓形軌道上場強…⑩電子在軌道上受到的電場力…?由動量定理：…?由⑥可知要使半徑不變則需要滿足…?答：（1）在t1時刻后，電子運動的速度大小為；（2）電子在整個加速過程中運動的圈數(shù)為；（3）磁場B2的變化率為。3．（2021·江蘇蘇州市·高三開學考試）列車進站時的電磁制動可借助如圖所示模型來理解，在站臺軌道下方埋一勵磁線圈，通電后形成豎直向上的勻強磁場，磁感應強度的大小為。在車身下方固定一由粗細均勻?qū)Ь€制成的矩形線框，利用線框進入磁場時所受的安培力進行制動，已知列車的總質(zhì)量為，車身長為，線框的短邊和分別安裝在車頭和車尾，長度為（小于勻強磁場的寬度），站臺軌道上勻強磁場區(qū)域大于車長，車頭進入磁場瞬間的速度為。(1)當列車速度減為初速度的一半時，求兩端的電壓；(2)實際列車制動過程中，還會受鐵軌及空氣阻力設其合力大小恒為，車尾進入磁場瞬間，列車恰好停止，求列車從車頭進入磁場到停止，線框中產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】(1)；(2)【詳解】(1)當列車速度減為初速度的一半時兩端的電壓(2)對列車，由動能定理可得解得4．（10分）（2021北京海淀區(qū)一模）電動汽車具有零排放、噪聲低、低速階段提速快等優(yōu)點。隨著儲電技術(shù)的不斷提高，電池成本的不斷下降，電動汽車逐漸普及。（1）電動機是電動汽車的核心動力部件，其原理可以簡化為如圖18所示的裝置：無限長平行光滑金屬導軌相距L，導軌平面水平，電源電動勢