专题12 电磁感应-2026高考物理三轮题型解法技巧

专题12 电磁感应 核心考点 考向1 电磁感应现象 楞次定律 15 考向2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 20 考向3 电磁感应中的电路及图像问题 26 考向4 线框模型 30 考向5 单棒模型 38 考向6 双棒模型 44 核心知识 一、楞次定律、法拉第电磁感应定律及应用 1.感应电流方向的判断 (1)线圈面积不变、磁感应强度发生变化的情形，往往用楞次定律。 (2)导体棒切割磁感线的情形往往用右手定则。 2.求感应电动势的方法 (1)法拉第电磁感应定律： E=n (2)导体棒垂直切割磁感线：E=Blv。 (3)导体棒以一端为圆心在垂直匀强磁场的平面内匀速转动：E=Bl2ω。 (4)线圈绕与匀强磁场垂直的轴匀速转动(从线圈位于中性面开始计时)：e=nBSωsin ωt。 3.通过回路横截面的电荷量q=Δt=Δt=。q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关，与Φ是否均匀变化无关。 4.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——一般情况下为“增反减同”。 二、电磁感应中的图像问题 1.解题步骤 (1)明确图像的种类，即是B－t图像还是Φ－t图像，或者E－t图像、i－t图像、F－t图像等；对切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E－x图像和i－x图像； (2)分析电磁感应的具体过程； (3)用右手定则或楞次定律确定电流方向与时间的对应关系； (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式； (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； (6)画图像或判断图像。 2.常用方法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的正负、增大还是减小及变化快慢，来排除错误选项。 (2)函数法：写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。 三、动量定理在电磁感应中的应用 1.“单棒＋电阻”模型 (1)水平放置的平行光滑导轨，间距为L，左侧接有电阻阻值为R，导体棒初速度为v0，质量为m，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨足够长且电阻不计，从导体棒开始运动至停下来。求： ①此过程中通过导体棒横截面的电荷量q＝； ②此过程导体棒的位移x＝； ③若导体棒从获得初速度v0经一段时间减速至v1，通过导体棒的电荷量为q1，则v1＝v0－； ④导体棒从获得初速度v0经过位移x0，速度减至v2，则v2＝v0－。 (2)间距为L的光滑平行导轨倾斜放置，倾角为θ，由静止释放质量为m、接入电路的阻值为R的导体棒，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨所在倾斜面向下(重力加速度为g，导轨电阻不计)。 ①经Δt1＝，通过横截面的电荷量为q，速度达到v1。 ②经Δt2＝，导体棒下滑位移为x，速度达到v2。 四、电磁感应中“电容器＋棒”模型 1.无外力充电式 　　　基本模型 规律 (导轨光滑，电阻阻值为R，电容器电容为C) 电路特点 导体棒相当于电源，电容器充电 电流特点 安培力为阻力，棒减速，E减小，有I＝，电容器充电UC变大，当BLv＝UC时，I＝0，F安＝0，棒匀速运动 运动特点和最终特征 棒做加速度a减小的减速运动，最终做匀速运动，此时I＝0，但电容器带电荷量不为零 最终速度 电容器充电电荷量：q＝CUC 最终电容器两端电压UC＝BLv 对棒应用动量定理： mv－mv0＝－BL·Δt＝－BLq v＝ v－t图像 2.无外力放电式 　　　　　基本模型 规律 (电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C) 电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动 电流特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，直至电流为零，此时UC＝BLvm 运动特点及最终特征 做加速度a减小的加速运动，最终匀速运动，I＝0 最大速度vm 电容器初始电荷量：Q0＝CE 放电结束时电荷量：Q＝CUC＝CBLvm 电容器放电电荷量：ΔQ＝Q0－Q＝CE－CBLvm 对棒应用动量定理：mvm－0＝BL·Δt＝BLΔQ vm＝ v－t图像 五、动量守恒定律在电磁感应中的应用 1.在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们不受摩擦力，且受到的安培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律解题比较方便。 2.双棒模型(不计摩擦力) 模型示意图及条件 水平面内的光滑等距导轨，两个棒的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，给棒2一个初速度v0 电路特点 棒2相当于电源；棒1受安培力而加速运动，运动后产生反电动势 电流及速度变化 棒2做变减速运动，棒1做变加速运动，随着两棒相对速度的减小，回路中的电流减小，I＝BL，安培力减小，加速度减小，稳定时，两棒的加速度均为零，以相等的速度匀速运动 最终状态 a＝0，I＝0，v1＝v2 系统规律 动量守恒m2v0＝(m1＋m2)v 能量守恒Q＝m2(m1＋m2)v2 两棒产生焦耳热之比 领悟真题 1．（2026·浙江·高考真题）如图1所示，半径为、横截面半径为、匝数为N的圆环形螺线管通有电流I，管内产生磁感应强度（a为常量）的匀强磁场。管外磁场近似为0，小明用电阻为R的一段漆包线缠绕螺线管一圈后，并成双股线再缠绕螺线管两圈，最后将两端头短接，形成特殊线圈A。若电流I随时间t变化的关系如图2所示，则（   ） A．时，螺线管的自感电动势 B．时，线圈A的感应电动势 C．在内，通过线圈A的电荷量 D．在内，线圈A产生的焦耳热 2．（2025·江西·高考真题）如图所示，一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（　　） A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低 C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止 3．（2025·浙江·高考真题）如图所示，某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距为l的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回路总电阻为；第二级由固定在动子上间距也为l的导电“”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机组成，由此构成的回路总电阻为。另外在第二级回路内固定一超导线圈，它与第一、第二两级回路三者彼此绝缘。导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，动子从静止开始运动，所受阻力与其速度成正比，比例系数为k。当动子运动距离为时（可视为已匀速），立即断开S，在极短时间内实现下列操作：首先让超导线圈通上大电流，产生竖直方向的强磁场，在第二级回路中产生磁通量；再让超导线圈断开，磁场快速消失，同时解锁飞机，对飞机实施第二次加速，飞机起飞。已知动子及安装其上所有装备的总质量为M，其中飞机质量为m，在运动过程中，动子始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻。 (1)求动子在接通S瞬间受力的大小； (2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度； (3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W； (4)判断超导线圈中电流方向（俯视），并求飞机起飞时的速度大小。 4．（2025·重庆·高考真题）如图1所示，小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成，小车沿平直绝缘轨道向右运动，轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度大小为B，方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时，受到水平向右的拉力F = kv＋b（k > 0，b > 0），且gh两端的电压随时间均匀增加；当gh在无磁场区域运动时，F = 0。gh段速度大小v与运动路程s的关系如图2所示，图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小，忽略摩擦力。则（   ） A．gh在任一磁场区域的运动时间为 B．金属框的总电阻为 C．小车质量为 D．小车的最大速率为 5．（2025·广西·高考真题）如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为，间距为l，导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为2R的定值电阻，形成闭合回路：质量为m的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为R；劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为t，最远处与导轨中间位置距离为b，弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中（   ） A．金属棒所受安培力冲量大小为 B．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C．每个定值电阻产生的热量为 D．金属棒的平均输出功率为 6．（2025·北京·高考真题）下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 7．（2025·湖南·高考真题）如图，关于x轴对称的光滑导轨固定在水平面内，导轨形状为抛物线，顶点位于O点。一足够长的金属杆初始位置与y轴重合，金属杆的质量为m，单位长度的电阻为。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现给金属杆一沿x轴正方向的初速度，金属杆运动过程中始终与y轴平行，且与电阻不计的导轨接触良好。下列说法正确的是（　　） A．金属杆沿x轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿y轴负方向 B．金属杆可以在沿x轴正方向的恒力作用下做匀速直线运动 C．金属杆停止运动时，与导轨围成的面积为 D．若金属杆的初速度减半，则金属杆停止运动时经过的距离小于原来的一半 8．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（    ） A．甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B．甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C．乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D．甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 9．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 10．（2025·安徽·高考真题）如图，平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触），不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响。 求： (1)第1根导体棒刚进入磁场时，所受安培力的功率； (2)第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，其横截面上通过的电荷量； (3)从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量。 考向1 电磁感应现象 楞次定律 11．（2026·西藏拉萨·二模）如图甲，水平面内有间距为的两根平行金属导轨，金属棒电阻不计，放置在导轨上，并与导轨垂直并保持良好接触，导轨、之间接有电阻，、间距为。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中。现使磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示，金属棒始终保持静止，则在时间内（　　） A．中的感应电流方向从到 B．中的感应电流逐渐减小 C．所受的安培力不变 D．流过电阻的电荷量为 12．（2026·内蒙古赤峰·一模）如图，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在A中通入以下四种不同的电流，规定从铁芯P竖直向下看顺时针方向为电流正方向，在这段时间内，能使线圈B中产生负方向感应电流的是（   ） A． B． C． D． 13．（2026·北京顺义·一模）如图所示，A、B两个同心圆线圈位于同一平面内，B线上连接有直流电源和开关S。则下列说法正确的是（    ） A．闭合开关S的瞬间，线圈A中有顺时针方向的感应电流 B．闭合开关S的瞬间，线圈A中有逆时针方向的感应电流 C．断开开关S的瞬间，线圈A中无感应电流 D．断开开关S的瞬间，线圈A中有逆时针方向的感应电流 14．（2026·河北石家庄·一模）如图甲所示，在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环，一块质量为的永磁铁沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动，永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处，由于超导体存在极小的电阻导致电流衰减，永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移，经过时间，悬浮高度变为。已知永磁铁在高度处时，圆环所在位置的磁感应强度大小分别为，磁场方向与水平方向的夹角分别为，圆环中的感应电流大小分别为。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像，重力加速度为，忽略磁场能的变化。下列说法正确的是（　　） A．从上向下看，超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向 B．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的大小为 C．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的方向竖直向上 D．该超导圆环的电阻值为 15．（2026·浙江杭州·二模）如图所示，以为圆心的闭合导体圆环置于光滑绝缘水平桌面上，在水平桌面内以为圆心、半径大于圆环半径的区域，存在一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小按规律均匀减小（、均已知），圆环半径为，电阻为，则（　　） A．图中圆环内电流沿逆时针方向 B．圆环中感生电场场强大小为 C．圆环的发热功率为 D．时圆环中的张力大小为 考向2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 16．（2026·江西九江·二模）如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在C、D处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，E、D相距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放后一根棒时，前一根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好且始终垂直。则（　　） A．第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为 B．第3根棒刚到达磁场正中间时的加速度大小为 C．第3根棒刚到达磁场正中间时，第1根棒的热功率为 D．从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中，回路产生的焦耳热为 17．（2026·北京海淀·一模）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，两根相距为L的平行长直金属导轨水平放置，左端接阻值为R的定值电阻。一长为L、电阻为r的导体棒放置在导轨上，与导轨接触良好。导体棒在外力作用下沿导轨以速度v向右做匀速运动。不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦，导体棒运动过程中始终与两导轨保持垂直。 (1)求电路中产生的感应电流I。 (2)求导体棒两端的电压U。 (3)已知导体棒内定向运动的电子数为N。设导体棒所受安培力为，导体棒内定向运动的电子所受洛伦兹力的矢量和为，分析比较与的大小关系。 18．（2026·浙江金华·二模）利用电磁感应原理制作测血栓的传感器，该传感器部分结构如甲图，激励线圈和反馈线圈分别装在两个圆盘上，两圆盘圆心在同一竖直线上。转盘固定，其边缘围绕一组环形的激励线圈，内部铺装有许多点状磁感应强度传感器。转盘可转动，内部单匝反馈线圈为“三叶式”，某次模拟测试时，放入半径为的扇形模拟血栓块，如图乙。当检测部位放入两圆盘之间时，有血栓部位将导致反馈线圈所在圆盘对应区域磁感应强度为零，反馈线圈以角速度转动时将产生感应电流，磁传感器从而确定血栓所在位置和大小。若反馈线圈处磁感应强度与激励线圈电流关系为，反馈线圈电阻，线圈内圈半径，外圈半径，已知取3。 (1)若激励线圈接的恒定电流，磁场方向如图乙所示，反馈线圈逆时针转动过程中， ①比较图乙时刻两点电势高低； ②求线圈所产生的电流大小。 (2)若反馈线圈不转动，模拟血栓块恰好与其中一叶片重叠，当激励线圈接的交流电时，磁场方向相应改变，求反馈线圈所产生的感应电动势的有效值。 19．（2026·陕西宝鸡·二模）现代科学研究中常用电子感应加速器获得高速电子，甲图为电子感应加速器的侧视图，电磁铁产生的磁场随电磁铁线圈中电流的大小发生变化；乙图为磁极之间真空室的俯视图。真空室中有一个质量为，电荷量为，初速度为零的电子，在变化的磁场中做半径为（恒定不变）的加速圆周运动。垂直穿过圆形轨道面的磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，在电子加速过程中忽略相对论效应，不计电子重力。则下列判断正确的是（　　） A．要使电子不断加速，必须增大通入螺线管的电流 B．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 C．电子做圆周运动的向心加速度大小恒定 D．电子加速运动一周增加的动能为 20．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在方向垂直纸面、磁感应强度大小分别为、、、的匀强磁场。一半径为、电阻为、圆心角为60°的单匝扇形闭合线圈在纸面内绕点逆时针匀速转动，转速为。则线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为（　　） A． B． C． D． 考向3 电磁感应中的电路及图像问题 21．（2026·陕西榆林·一模）如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（规定向左为力的正方向）（　　） A． B． C． D． 22．（2025·贵州遵义·模拟预测）如图甲所示，轻绳悬挂一质量为的圆形线圈，为线圈的水平直径，线圈总电阻为。线圈上半部分区域存在垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化图像如图乙所示，线圈始终静止。两点的电压为，轻绳拉力为。下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 23．（2025·江西南昌·三模）如图甲所示，单匝矩形线圈垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线受到的安培力随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 24．（24-25高二下·广东湛江·期中）如图甲所示，圆形线圈置于垂直线圈平面向外的匀强磁场中，阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连，其他电阻忽略不计。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，不考虑线圈缺口对感应电动势的影响，下列关于感应电流、通过电阻的电荷量、电阻中产生的热量、线圈的张力随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 25．（23-24高二下·山东菏泽·期中）如图甲，虚线框内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中。则线圈中产生的电动势e、电流i、焦耳热Q、线框受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 考向4 线框模型 26．（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为某兴趣小组做电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场为方向垂直平面、等间距交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度为。右侧较远处存在宽度为，方向垂直平面向里的阻尼磁场，磁感应强度（表示到阻尼磁场左边界的距离，且）。两个完全相同的正方形金属线框和，边长均为，质量均为，其中边和边无电阻，其余各边电阻均为。线框与分界线左侧的动摩擦因数为。现使驱动磁场以稳定速度向右运动，线框在图示位置由静止开始运动，经过一段时间后匀速运动，当边匀速运动到时立即撤去驱动磁场，线框完全越过后，与静止线框发生正碰，碰后边和边粘在一起，组成“”型线框后进入阻尼磁场。设整个过程中线框的边和边始终与分界线平行，边和边碰后接触良好。不计两金属框形变，重力加速度为。求： (1)线框由静止开始运动时的感应电流方向和大小； (2)线框在驱动磁场中匀速运动的速度大小； (3)设某次经过驱动磁场加速后，线框以速度（已知）与线框发生正碰，，请分析“”型线框在阻尼磁场作用下运动的位移。 27．（2026·四川成都·二模）如图，倾角的光滑斜面上，水平界线PQ以下存在垂直斜面向下的磁场且区域足够宽，PQ位置，磁感应强度B随沿斜面向下位移x（以m为单位）的分布规律为。一个边长的（小于PQ长度），质量，电阻的正方形金属框从上方某位置静止释放，进入磁场的过程中由于受到平行斜面方向的力F作用金属框保持恒定电流，且金属框在运动过程中下边始终与PQ平行，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．力F沿斜面向下 B．金属框进入磁场的过程中产生的电热为24J C．金属框进入磁场的过程中平行斜面方向的力F做功28.75J D．若金属框刚完全进入磁场后立即撤去力F，金属框将开始做匀加速直线运动 28．（2026·河北邢台·二模）如图所示，空间分布有一半径为的半圆形匀强磁场，磁感应强度为，一边长为的单匝正方形金属线框（阻值分布均匀）从图示位置向右以速度匀速通过磁场区域，则关于金属线框的情况下列说法正确的是（　　） A．金属线框穿过磁场区域的过程中，感应电流先逐渐增大后逐渐减小直至为零 B．当金属线框的位移为时，间的电势差为 C．当金属线框的位移为时，间的电势差为 D．当金属线框的位移为时，间的电势差为0 29．（2026·湖北荆州·二模）如图所示，光滑绝缘的水平面内建立有直角坐标系，垂直于该平面有一足够大的非均匀磁场，磁场左边界为轴，磁感应强度的大小随坐标的变化满足（其中，）。现有一粗细均匀、材质相同的正方形金属框abcd，边长，总阻值，质量。cd边从处以的初速度沿轴正方向进入磁场，线框刚完全进入磁场时速度为。当线框速度减为0时，给线框施加沿轴负方向的恒力，在该恒力作用下，线框只沿轴运动，经时间，边回到轴。求： (1)线框ab边刚进入磁场瞬间，线框中的电流大小和方向； (2)线框从开始到完全进入磁场的过程中，通过线框导线截面的电荷量； (3)全过程中线框中产生的焦耳热（结果保留一位有效数字）。 30．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图所示，竖直面内正方形线框质量为m，边长为，边电阻为2R，其余各边电阻均为R，线框由静止释放，一段时间后进入方向垂直于纸面的磁场区域，Ⅰ、Ⅱ区域磁感应强度大小均为B，磁场宽度。当线框CD边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g．则下列说法正确的是（    ） A．线框完全进入Ⅰ磁场区域时 B．线框经过N边界时电流沿顺时针方向 C．线框经过N边界时 D．导线框从进入到离开Ⅰ、Ⅱ磁场区域通过某截面的净电荷量为 考向5 单棒模型 31．（25-26高三下·河南开封·期末）如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，下端接入定值电阻，上端接入可变电阻（调节范围为），导轨间距为，两导轨及其所构成的平面与水平面的夹角为，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，再将质量为的金属棒垂直导轨放置，金属棒接入导轨之间的电阻为，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终没有滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为，将金属棒由静止释放后，经过足够长时间，金属棒的运动达到稳定状态，下列说法正确的是（　　） A．金属棒达到稳定状态时的电流为 B．金属棒减小的重力势能大于电路中产生的电能 C．改变可变电阻阻值，可变电阻的最大电功率 D．改变可变电阻阻值，可变电阻的最大电功率 32．（2026·福建南平·一模）某兴趣小组模拟电动汽车再生制动能量回收系统，设计了如图所示电路。平行且间距为的足够长光滑金属导轨固定在水平面，金属杆垂直静置在导轨上，整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨通过单刀双掷开关分别与电源、电容器连接，电源的电动势为、内阻为，电容器的电容为、初始电荷量为零。先将开关拨到1，杆从静止开始加速运动，达到最大速度后再将开关拨到2，杆给电容器充电，实现动能回收。杆的质量为、接入电路的电阻为，不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A．开关拨到1瞬间，杆的加速度大小为 B．开关拨到1后，杆能达到的最大速度为 C．开关拨到2后，杆做减速运动直到速度为零 D．电容器的电容越大，则最终储存的电荷量越多 33．（2026·四川德阳·二模）如图所示，间距为d的足够长平行光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接有自感系数为L的电感线圈，导轨处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将一根质量为m的导体棒从导轨上某处紧贴导轨由静止释放，金属棒运动过程始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度为g，不考虑电磁辐射，不计一切电阻。在金属棒运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体棒在导轨上做变加速运动，直至匀速下滑 B．导体棒在导轨上做往复运动 C．导体棒的最大动能为 D．导体棒中最大电流为 34．（2026·甘肃兰州·二模）小强同学对电磁弹射技术非常感兴趣，于是他动手设计了一个电磁弹射装置，简化模型如图所示。间距为l的水平平行金属导轨左端接有输出电压恒为U的电源和开关S，导轨上放有一个质量为m、电阻为R的导体棒ab，导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，导体棒由静止开始运动，运动过程中所受阻力与速度大小成正比，比例系数为k，导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻忽略不计，求： (1)开关接通瞬间，导体棒的加速度； (2)导体棒速度为v时，回路中的电流大小和方向； (3)导体棒所能达到的最大速度。 35．（2026·湖南·三模）如图所示，两粗糙平行金属导轨、固定在一倾角为的斜面上，导轨上端接有一个不带电且电容为的平行板电容器。导轨下端接固定在水平面上的足够长平行直光滑导轨、，与、与均通过很短的绝缘弯头平滑相连，金属导轨、及、的间距均为。斜面上存在磁感应强度为的匀强磁场且方向垂直斜面向下，水平面存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度也为。在水平导轨上静止放置长度为的导体棒，到弯头的初始距离为。现有一长度为的导体棒垂直放置于导轨、的某处并从静止开始下滑，无摩擦地滑过绝缘弯头，滑上水平放置的金属导轨、。导体棒刚下滑时离水平导轨的高度为，且与导轨、之间的动摩擦因数为。已知导体棒、的质量均为，导体棒的电阻为，不计导体棒及所有导轨电阻，重力加速度大小为，电容器始终未被击穿，金属棒与金属棒始终未发生碰撞。下列说法正确的是（　　） A．金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，在水平导轨上做匀减速运动 B．金属棒与金属棒的最终速度为 C．电容器最终储存的电能为 D．的最小值为 考向6 双棒模型 36．（25-26高三下·河北沧州·月考）如图所示，相互平行的光滑金属导轨间距为，倾角为，其上端通过导线连接阻值为的电阻，三个区域中均为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与倾斜导轨平面垂直，三个磁场区域的宽度均为，间距为，磁场区域3的下边界处用一小段大小可忽略的绝缘圆弧与宽度为的光滑水平导轨相连，水平导轨右端接有阻值不计，自感系数为的自感线圈。质量为、电阻的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，到磁场区域1上边界距离为（未知）。金属棒滑过后与另一根放在左侧相同位置和相同质量的无电阻金属棒相碰，碰后两棒粘在一起，进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平导轨平面垂直。不计导轨的电阻及处的机械能损失，金属棒始终与导轨保持垂直且接触良好，重力加速度为，线圈中产生自感电动势大小为。 (1)当时，导体棒释放后恰好匀速穿过磁场区域1，求； (2)当取合适值时，导体棒进入磁场后的运动过程中，在任一磁场区域和非磁场区域运动的时间均相等，求导体棒每次离开磁场区域时的速度； (3)在（2）的基础上，、棒碰撞后，向右运动的最大距离。 37．（2026·湖南邵阳·二模）如图所示，一足够长的导电轨道，由两根平行光滑金属导轨组成，虚线MN左侧是竖直面内半径为R的圆弧轨道，无磁场；虚线MN右侧轨道水平且置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间宽度为L。导体棒cd、ef由绝缘轻杆连接组成“工”字型器件，静置于水平轨道上，cd距MN最初的距离也为L。将导体棒ab从圆弧轨道上距水平轨道高为处静止释放，三根导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好且保持垂直，ab与“工”字型器件不会发生碰撞，三根导体棒的质量均为m，其中ab棒和cd棒在导轨间的电阻均为，ef棒在导轨间的电阻为r，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)求ab棒通过圆弧轨道最低点时对轨道总压力F的大小； (2)从ab棒进入磁场到ab棒和“工”字型器件稳定运动的过程中，求cd棒所产生的焦耳热； (3)求cd棒与ab的最小距离d。 38．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图，两条相同的光滑金属导轨平行放置，间距为L，右侧的半圆导轨处于竖直面内，磁感应强度大小为B且竖直向上的匀强磁场只存在于水平导轨区域。水平导轨上静置ab、cd两根材料相同、粗细均匀的实心金属棒，两棒长度均为L、质量分别为2m和m。现给金属棒ab一个向右的初速度，一段时间后，在金属棒cd进入半圆导轨前两棒均已达到匀速运动。已知金属棒cd恰能运动到半圆导轨的最高点，cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两棒之间未发生碰撞。导轨电阻不计，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两棒在水平导轨匀速运动时的速度均为 B．金属棒cd离开水平导轨前，ab棒上产生的焦耳热为 C．金属棒cd离开水平导轨前，通过其横截面的电量为 D．金属棒cd离开半圆导轨至未落到水平导轨前其产生的感应电动势始终为 39．（2026·江苏·二模）如图所示，水平固定、间距为L的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。与导轨垂直且接触良好的导体棒a、b，质量均为m，电阻均为R。现对a施加水平向右的恒力，使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度为g。 (1)求导体棒b刚要滑动时，导体棒a的最大速度vm； (2)定性画出导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像； (3)求导体棒a发生位移x的过程中，回路中产生的总焦耳热Q；并在a达到最大速度时，给b水平向右的瞬时速度v0（v0<vm），求此后b的最终速度vb。 40．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示，两足够长的光滑平行导轨沿水平方向固定，该导轨有两部分组成，左侧宽导轨的间距为，右侧窄导轨的间距为，整个空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，质量为，长为，阻值为的导体棒a垂直放在左侧宽导轨上，质量为，长为，阻值为的导体棒b垂直放在右侧窄导轨上，时刻同时给导体棒a、b大小相等、方向相反的初速度，整个过程导体棒a、b始终没有离开宽导轨和窄导轨，两导体棒始终保持与导轨有良好的接触，不计导轨的电阻。求： (1)当导体棒b的速度为0时，导体棒b的加速度大小； (2)当回路中电流为0时，导体棒a、b的速度大小； (3)整个过程，流过导体棒b的电荷量以及导体棒b上产生的焦耳热。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 电磁感应 核心考点 考向1 电磁感应现象 楞次定律 15 考向2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 20 考向3 电磁感应中的电路及图像问题 26 考向4 线框模型 30 考向5 单棒模型 38 考向6 双棒模型 44 核心知识 一、楞次定律、法拉第电磁感应定律及应用 1.感应电流方向的判断 (1)线圈面积不变、磁感应强度发生变化的情形，往往用楞次定律。 (2)导体棒切割磁感线的情形往往用右手定则。 2.求感应电动势的方法 (1)法拉第电磁感应定律： E=n (2)导体棒垂直切割磁感线：E=Blv。 (3)导体棒以一端为圆心在垂直匀强磁场的平面内匀速转动：E=Bl2ω。 (4)线圈绕与匀强磁场垂直的轴匀速转动(从线圈位于中性面开始计时)：e=nBSωsin ωt。 3.通过回路横截面的电荷量q=Δt=Δt=。q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关，与Φ是否均匀变化无关。 4.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——一般情况下为“增反减同”。 二、电磁感应中的图像问题 1.解题步骤 (1)明确图像的种类，即是B－t图像还是Φ－t图像，或者E－t图像、i－t图像、F－t图像等；对切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E－x图像和i－x图像； (2)分析电磁感应的具体过程； (3)用右手定则或楞次定律确定电流方向与时间的对应关系； (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式； (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； (6)画图像或判断图像。 2.常用方法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的正负、增大还是减小及变化快慢，来排除错误选项。 (2)函数法：写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。 三、动量定理在电磁感应中的应用 1.“单棒＋电阻”模型 (1)水平放置的平行光滑导轨，间距为L，左侧接有电阻阻值为R，导体棒初速度为v0，质量为m，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨足够长且电阻不计，从导体棒开始运动至停下来。求： ①此过程中通过导体棒横截面的电荷量q＝； ②此过程导体棒的位移x＝； ③若导体棒从获得初速度v0经一段时间减速至v1，通过导体棒的电荷量为q1，则v1＝v0－； ④导体棒从获得初速度v0经过位移x0，速度减至v2，则v2＝v0－。 (2)间距为L的光滑平行导轨倾斜放置，倾角为θ，由静止释放质量为m、接入电路的阻值为R的导体棒，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨所在倾斜面向下(重力加速度为g，导轨电阻不计)。 ①经Δt1＝，通过横截面的电荷量为q，速度达到v1。 ②经Δt2＝，导体棒下滑位移为x，速度达到v2。 四、电磁感应中“电容器＋棒”模型 1.无外力充电式 　　　基本模型 规律 (导轨光滑，电阻阻值为R，电容器电容为C) 电路特点 导体棒相当于电源，电容器充电 电流特点 安培力为阻力，棒减速，E减小，有I＝，电容器充电UC变大，当BLv＝UC时，I＝0，F安＝0，棒匀速运动 运动特点和最终特征 棒做加速度a减小的减速运动，最终做匀速运动，此时I＝0，但电容器带电荷量不为零 最终速度 电容器充电电荷量：q＝CUC 最终电容器两端电压UC＝BLv 对棒应用动量定理： mv－mv0＝－BL·Δt＝－BLq v＝ v－t图像 2.无外力放电式 　　　　　基本模型 规律 (电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C) 电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动 电流特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，直至电流为零，此时UC＝BLvm 运动特点及最终特征 做加速度a减小的加速运动，最终匀速运动，I＝0 最大速度vm 电容器初始电荷量：Q0＝CE 放电结束时电荷量：Q＝CUC＝CBLvm 电容器放电电荷量：ΔQ＝Q0－Q＝CE－CBLvm 对棒应用动量定理：mvm－0＝BL·Δt＝BLΔQ vm＝ v－t图像 五、动量守恒定律在电磁感应中的应用 1.在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们不受摩擦力，且受到的安培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律解题比较方便。 2.双棒模型(不计摩擦力) 模型示意图及条件 水平面内的光滑等距导轨，两个棒的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，给棒2一个初速度v0 电路特点 棒2相当于电源；棒1受安培力而加速运动，运动后产生反电动势 电流及速度变化 棒2做变减速运动，棒1做变加速运动，随着两棒相对速度的减小，回路中的电流减小，I＝BL，安培力减小，加速度减小，稳定时，两棒的加速度均为零，以相等的速度匀速运动 最终状态 a＝0，I＝0，v1＝v2 系统规律 动量守恒m2v0＝(m1＋m2)v 能量守恒Q＝m2(m1＋m2)v2 两棒产生焦耳热之比 领悟真题 1．（2026·浙江·高考真题）如图1所示，半径为、横截面半径为、匝数为N的圆环形螺线管通有电流I，管内产生磁感应强度（a为常量）的匀强磁场。管外磁场近似为0，小明用电阻为R的一段漆包线缠绕螺线管一圈后，并成双股线再缠绕螺线管两圈，最后将两端头短接，形成特殊线圈A。若电流I随时间t变化的关系如图2所示，则（   ） A．时，螺线管的自感电动势 B．时，线圈A的感应电动势 C．在内，通过线圈A的电荷量 D．在内，线圈A产生的焦耳热 【答案】D 【详解】A．螺线管的自感电动势公式为 其中，螺线管的横截面积​，磁感应强度。在 时间段内，电流变化率为 磁感应强度变化率为 代入自感电动势公式，A错误； B．线圈A的有效匝数是1，在 时间段内，电流变化率为 线圈A的感应电动势，B错误； C．流过线圈A的电荷量，其中是穿过线圈A的总磁通量变化量。在内，螺线管电流恒定，穿过线圈A的总磁通量不变通过线圈A的电荷量为0。 在内，电流从变为0，所以 在内，通过线圈A的电荷量，C错误； D．在 内，线圈A产生焦耳热只有在电流变化的区间才产生感应电动势和焦耳热即 和 时间段。时长为 ，线圈A的感应电动势 产生的焦耳热 在 时间段内，感应电动势 产生的焦耳热 在内，线圈A产生的焦耳热，D正确。 故选D。 2．（2025·江西·高考真题）如图所示，一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（　　） A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低 C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止 【答案】CD 【详解】A．由左手定则可知，电子沿棒运动时受到竖直方向的洛伦兹力作用，A错误； B．根据右手定则可知，棒向右运动时，P端比Q端电势高，B错误； C．PQ两端电势差U=BLv，可知棒中电场强度，则棒加速运动时，棒中电场强度变大，C正确； D．棒保持匀速运动时，PQ两端电势差保持恒定，电子将集聚在导体棒下端，最终相对棒静止，D正确。 故选CD。 3．（2025·浙江·高考真题）如图所示，某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距为l的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回路总电阻为；第二级由固定在动子上间距也为l的导电“”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机组成，由此构成的回路总电阻为。另外在第二级回路内固定一超导线圈，它与第一、第二两级回路三者彼此绝缘。导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，动子从静止开始运动，所受阻力与其速度成正比，比例系数为k。当动子运动距离为时（可视为已匀速），立即断开S，在极短时间内实现下列操作：首先让超导线圈通上大电流，产生竖直方向的强磁场，在第二级回路中产生磁通量；再让超导线圈断开，磁场快速消失，同时解锁飞机，对飞机实施第二次加速，飞机起飞。已知动子及安装其上所有装备的总质量为M，其中飞机质量为m，在运动过程中，动子始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻。 (1)求动子在接通S瞬间受力的大小； (2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度； (3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W； (4)判断超导线圈中电流方向（俯视），并求飞机起飞时的速度大小。 【答案】(1) (2) (3) (4)电流方向为顺时针（俯视）， 【详解】（1）接通S瞬间，动子速度，此时回路中没有感应电动势，电源电压为，回路总电阻为，根据欧姆定律可知回路电流为 动子所受的力为安培力，大小为 （2）当动子达到最大速度时动子切割磁感线产生的电动势为 此时回路中的电流为 依题意此时动子做匀速运动，所受合力为零，有 解得最大速度为 （3）在第一级弹射过程中,取一段极短的时间，以水平向右为正方向，对动子及安装在上面的所有装备，由动量定理有 等式两侧求和得 其中 依题意有， 解得流过电源的电荷量 解得第一级弹射过程电源输出总能量 代入上问结果得 （4）由于对飞机实施第二次加速，由左手定则可知超导线圈断开后，第二级回路中的感应电流方向为顺时针（俯视），由右手螺旋定则可知超导线圈断开后，第二级回路中感应电流的磁场方向为竖直向下，由楞次定律可知超导线圈中的大电流产生的磁场方向也为竖直向下，再由右手螺旋定则可判断超导线圈中电流方向为顺时针（俯视）。 设飞机起飞时的速度大小为，对飞机根据动量定理有 超导线圈磁场快速消失的过程中，在第二级回路中产生的感应电动势 感应电流为 解得 代入前面结果可得 4．（2025·重庆·高考真题）如图1所示，小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成，小车沿平直绝缘轨道向右运动，轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度大小为B，方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时，受到水平向右的拉力F = kv＋b（k > 0，b > 0），且gh两端的电压随时间均匀增加；当gh在无磁场区域运动时，F = 0。gh段速度大小v与运动路程s的关系如图2所示，图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小，忽略摩擦力。则（   ） A．gh在任一磁场区域的运动时间为 B．金属框的总电阻为 C．小车质量为 D．小车的最大速率为 【答案】BC 【详解】由题知gh段在磁场区域运动时，gh两端的电压随时间均匀增加，则说明gh在磁场中运动时做匀变速直线运动，设正方形金属框efgh运动的速度为v，有，，， 联立有 B．由于gh段在磁场区域运动时,正方形金属框efgh做匀变速直线运动，则有， 解得，故B正确； CD．gh在无磁场区域运动时，F = 0，正方形金属框efgh水平方向只受到安培力，有，， 根据动量定理有 累加叠加可得 gh段在磁场区域运动时，正方形金属框efgh做匀变速直线运动有 结合ma = b 解得，，故C正确，D错误； A．由gh段在磁场区域运动时，正方形金属框efgh做匀变速直线运动，则有vmax = v0＋at 解得gh在任一磁场区域的运动时间，故A错误。 故选BC。 5．（2025·广西·高考真题）如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为，间距为l，导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为2R的定值电阻，形成闭合回路：质量为m的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为R；劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为t，最远处与导轨中间位置距离为b，弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中（   ） A．金属棒所受安培力冲量大小为 B．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C．每个定值电阻产生的热量为 D．金属棒的平均输出功率为 【答案】D 【详解】A．根据 而, 解得，选项A错误； B．该过程中由动量定理 解得每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为，选项B错误； C．由能量关系可知回路产生的总热量 每个定值电阻产生的热量为，选项C错误； D．金属棒的平均输出功率，选项D正确。 故选D。 6．（2025·北京·高考真题）下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。 7．（2025·湖南·高考真题）如图，关于x轴对称的光滑导轨固定在水平面内，导轨形状为抛物线，顶点位于O点。一足够长的金属杆初始位置与y轴重合，金属杆的质量为m，单位长度的电阻为。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现给金属杆一沿x轴正方向的初速度，金属杆运动过程中始终与y轴平行，且与电阻不计的导轨接触良好。下列说法正确的是（　　） A．金属杆沿x轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿y轴负方向 B．金属杆可以在沿x轴正方向的恒力作用下做匀速直线运动 C．金属杆停止运动时，与导轨围成的面积为 D．若金属杆的初速度减半，则金属杆停止运动时经过的距离小于原来的一半 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则可知金属杆沿x轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿y轴负方向，故A正确； B．若金属杆可以在沿x轴正方向的恒力F作用下做匀速直线运动，可知， 可得 由于金属杆运动过程中接入导轨中的长度L在变化，故F在变化，故B错误； C．取一微小时间内，设此时金属杆接入导轨中的长度为，根据动量定理有 同时有 联立得 对从开始到金属杆停止运动时整个过程累积可得 解得此时金属杆与导轨围成的面积为 故C正确； D．若金属杆的初速度减半，根据前面分析可知当金属杆停止运动时金属杆与导轨围成的面积为，根据抛物线的图像规律可知此时金属杆停止运动时经过的距离大于原来的一半，故D错误。 故选AC。 8．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（    ） A．甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B．甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C．乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D．甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 【答案】D 【详解】A．根据楞次定律，甲线框进磁场的过程电流方向为顺时针，出磁场的过程中电流方向为逆时针，故A错误； B．甲线框刚进磁场区域时，合力为， 乙线框刚进磁场区域时，合力为， 可知； 故B错误； CD．假设甲乙都能完全出磁场，对甲根据动量定理有， 同理对乙有， 解得， 故甲恰好完全出磁场区域，乙完全出磁场区域时，速度大小不为0；由能量守恒可知甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热分别为， 即； 故C错误，D正确。 故选D。 9．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 【答案】B 【详解】当钢制线圈与电容器组连通时，钢制线圈中产生迅速增大的电流，线圈中产生迅速增强的磁场。根据楞次定律，可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故铜环中的感应电流与钢制线圈中的电流方向相反。为阻碍铜环中磁通量变化，铜环上感应的电流与钢制线圈的电流大小几乎相等。因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩。ACD错误，B正确。 故选B。 10．（2025·安徽·高考真题）如图，平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触），不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响。 求： (1)第1根导体棒刚进入磁场时，所受安培力的功率； (2)第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，其横截面上通过的电荷量； (3)从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量。 【答案】(1) (2) (3)，n = 1，2，3，… 【详解】（1）第1根导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势为E = BLv0 则此时回路的电流为 此时导体棒受到的安培力F安 = BIL 此时导体棒受安培力的功率 （2）第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，根据动量定理有 其中 解得 （3）由于每根导体棒均以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，则根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为 第1根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第2根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第3根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第n根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 则从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量QR = QR1＋QR2＋QR3＋…＋QRn 通过分式分解和观察数列的“望远镜求和”性质，得出，n = 1，2，3，… 考向1 电磁感应现象 楞次定律 11．（2026·西藏拉萨·二模）如图甲，水平面内有间距为的两根平行金属导轨，金属棒电阻不计，放置在导轨上，并与导轨垂直并保持良好接触，导轨、之间接有电阻，、间距为。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中。现使磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示，金属棒始终保持静止，则在时间内（　　） A．中的感应电流方向从到 B．中的感应电流逐渐减小 C．所受的安培力不变 D．流过电阻的电荷量为 【答案】AD 【详解】A．原磁场竖直向下，磁感应强度减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下阻碍磁通量减小，由右手螺旋定则可知，回路中感应电流为顺时针方向，因此金属棒中感应电流方向为从a到b，故A正确； B．磁感应强度均匀减小，由法拉第电磁感应定律得 其中恒定，因此感应电动势恒定，感应电流 可知感应电流恒定不变，故B错误； C．安培力 感应电流不变，逐渐减小，因此安培力逐渐减小，故C错误； D．流过电阻的电荷量 其中 因此，故D正确。 故选AD。 12．（2026·内蒙古赤峰·一模）如图，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在A中通入以下四种不同的电流，规定从铁芯P竖直向下看顺时针方向为电流正方向，在这段时间内，能使线圈B中产生负方向感应电流的是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由图示可知，A中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误； B．由图示可知，通过A的电流正向增大，穿过B的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，B中产生逆时针的感应电流，故B正确； C．由图示可知，通过A的电流正向减小，穿过B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，B中产生顺时针的感应电流，故C错误； D．由图示可知，通过A的电流正向减小，穿过B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，B中产生顺时针的感应电流，故D错误． 故选B。 13．（2026·北京顺义·一模）如图所示，A、B两个同心圆线圈位于同一平面内，B线上连接有直流电源和开关S。则下列说法正确的是（    ） A．闭合开关S的瞬间，线圈A中有顺时针方向的感应电流 B．闭合开关S的瞬间，线圈A中有逆时针方向的感应电流 C．断开开关S的瞬间，线圈A中无感应电流 D．断开开关S的瞬间，线圈A中有逆时针方向的感应电流 【答案】B 【详解】AB．闭合开关S前，线圈B中无电流，穿过线圈A的磁通量为零，闭合开关S的瞬间，线圈B中有顺时针方向的电流，穿过线圈A的磁通量增加、磁场垂直纸面向里，根据楞次定律可知，线圈A中的感应电流的磁场垂直纸面向外，根据右手螺旋定则可知，线圈A中有逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确； CD．断开开关S前，线圈B中有顺时针方向的电流，穿过线圈A的磁场垂直纸面向里，断开开关S的瞬间，穿过线圈A的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈A中的感应电流的磁场垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知，线圈A中有顺时针方向的感应电流，故CD错误。 故选B。 14．（2026·河北石家庄·一模）如图甲所示，在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环，一块质量为的永磁铁沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动，永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处，由于超导体存在极小的电阻导致电流衰减，永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移，经过时间，悬浮高度变为。已知永磁铁在高度处时，圆环所在位置的磁感应强度大小分别为，磁场方向与水平方向的夹角分别为，圆环中的感应电流大小分别为。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像，重力加速度为，忽略磁场能的变化。下列说法正确的是（　　） A．从上向下看，超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向 B．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的大小为 C．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的方向竖直向上 D．该超导圆环的电阻值为 【答案】ABD 【详解】A．永磁铁向下靠近圆环，穿过圆环的向下磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向上阻碍磁通量增加；由右手螺旋定则，从上向下看，超导圆环中感应电流为逆时针方向，故A正确； B．将磁感应强度分解为竖直分量和水平分量，竖直分量对电流的安培力沿水平方向，总合力为零；水平分量对每个电流元的安培力均沿竖直方向，总安培力大小为 ，故B正确； C．永磁铁悬浮平衡，重力向下，因此圆环对永磁铁的安培力竖直向上；根据牛顿第三定律，永磁铁对超导圆环的安培力方向竖直向下，故C错误； D．根据能量守恒，永磁铁重力势能的减少量全部转化为超导圆环电阻的焦耳热（忽略磁场能变化），即 随线性变化，焦耳热 整理得，故D正确。 故选ABD。 15．（2026·浙江杭州·二模）如图所示，以为圆心的闭合导体圆环置于光滑绝缘水平桌面上，在水平桌面内以为圆心、半径大于圆环半径的区域，存在一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小按规律均匀减小（、均已知），圆环半径为，电阻为，则（　　） A．图中圆环内电流沿逆时针方向 B．圆环中感生电场场强大小为 C．圆环的发热功率为 D．时圆环中的张力大小为 【答案】D 【详解】A．因穿过圆环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，图中圆环内电流沿顺时针方向，A错误； B．圆环中感生电动势大小为 电场场强，B错误； C．圆环的发热功率为 ，C错误； D．时，， 在圆环上取一小段圆弧，该圆弧所对的圆心角为2θ，则圆弧长 则对该段圆弧分析可知 可得 因θ很小，则，可知圆环中的张力大小为，D正确。 故选D。 考向2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 16．（2026·江西九江·二模）如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在C、D处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，E、D相距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放后一根棒时，前一根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好且始终垂直。则（　　） A．第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为 B．第3根棒刚到达磁场正中间时的加速度大小为 C．第3根棒刚到达磁场正中间时，第1根棒的热功率为 D．从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中，回路产生的焦耳热为 【答案】C 【详解】A．第3根棒刚进入磁场有 解得 设第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为，此时回路中第1根棒与第2根棒并联再与第3根棒串联，故回路中总电阻为 棒产生的感应电动势为 电流为 受到的安培力为 将第3个棒在磁场中的运动过程分成若干个过程，设每个过程时间为，则刚进入瞬间 设为这段运动的平均速度，设第3根棒最开始一段运动结束后的速度为，对最开始一段运动过程进行分析，则由动量定理可知 整理得 则第3根棒最开始进入磁场到棒刚到达磁场正中间整个运动过程中，整理后有 解得，故A不符合题意； B．由牛顿第二定律得，第3根棒刚到达磁场正中间时有 解得，故B不符合题意； C．第3根棒刚到达磁场正中间时，流过第1根棒的电流为 则第3根棒刚到达磁场正中间时，第1根棒的热功率为,故C符合题意； D．第1根棒和第2棒已经离开磁场做匀速运动，设第1根棒和第2棒离开磁场做匀速运动的速度分别为和，则， 又有，第3根棒刚到达磁场正中间时的速度 根据能量守恒，回路中产生的焦耳热等于总的重力势能的减少量减去总动能的增加量，即从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中，回路产生的焦耳热为 若则回路产生的焦耳热为 但是本题中，故从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中，回路产生的焦耳热不等于，故D不符合题意。 故选C。 17．（2026·北京海淀·一模）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，两根相距为L的平行长直金属导轨水平放置，左端接阻值为R的定值电阻。一长为L、电阻为r的导体棒放置在导轨上，与导轨接触良好。导体棒在外力作用下沿导轨以速度v向右做匀速运动。不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦，导体棒运动过程中始终与两导轨保持垂直。 (1)求电路中产生的感应电流I。 (2)求导体棒两端的电压U。 (3)已知导体棒内定向运动的电子数为N。设导体棒所受安培力为，导体棒内定向运动的电子所受洛伦兹力的矢量和为，分析比较与的大小关系。 【答案】(1) (2) (3)，理由见解析 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E＝BLv 根据闭合电路欧姆定律 得 （2）根据欧姆定律U＝IR 得 （3）设电子的电荷量为e，导体棒内定向运动的电子随导体棒运动的速度为v，沿导体棒定向运动的速度为u，如图为一个电子的运动分析 则 由和 得 每一个自由电子受到的洛伦兹力为 导体棒内定向运动的电子所受洛伦兹力的矢量和为 因为 所以 18．（2026·浙江金华·二模）利用电磁感应原理制作测血栓的传感器，该传感器部分结构如甲图，激励线圈和反馈线圈分别装在两个圆盘上，两圆盘圆心在同一竖直线上。转盘固定，其边缘围绕一组环形的激励线圈，内部铺装有许多点状磁感应强度传感器。转盘可转动，内部单匝反馈线圈为“三叶式”，某次模拟测试时，放入半径为的扇形模拟血栓块，如图乙。当检测部位放入两圆盘之间时，有血栓部位将导致反馈线圈所在圆盘对应区域磁感应强度为零，反馈线圈以角速度转动时将产生感应电流，磁传感器从而确定血栓所在位置和大小。若反馈线圈处磁感应强度与激励线圈电流关系为，反馈线圈电阻，线圈内圈半径，外圈半径，已知取3。 (1)若激励线圈接的恒定电流，磁场方向如图乙所示，反馈线圈逆时针转动过程中， ①比较图乙时刻两点电势高低； ②求线圈所产生的电流大小。 (2)若反馈线圈不转动，模拟血栓块恰好与其中一叶片重叠，当激励线圈接的交流电时，磁场方向相应改变，求反馈线圈所产生的感应电动势的有效值。 【答案】(1)①B电势高于；②1A (2) 【详解】（1）[1]由右手定则，电流方向由A指向B，电源内部电流由低电势流向高电势，因此，即B点电势高于A点。 [2]反馈线圈产生的电动势为 解得 由欧姆定律，线圈所产生的电流大小 （2）反馈线圈有效磁场面积 反馈线圈所产生的感应电动势大小 反馈线圈所产生的感应电动势最大值为 反馈线圈所产生的感应电动势的有效值 19．（2026·陕西宝鸡·二模）现代科学研究中常用电子感应加速器获得高速电子，甲图为电子感应加速器的侧视图，电磁铁产生的磁场随电磁铁线圈中电流的大小发生变化；乙图为磁极之间真空室的俯视图。真空室中有一个质量为，电荷量为，初速度为零的电子，在变化的磁场中做半径为（恒定不变）的加速圆周运动。垂直穿过圆形轨道面的磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，在电子加速过程中忽略相对论效应，不计电子重力。则下列判断正确的是（　　） A．要使电子不断加速，必须增大通入螺线管的电流 B．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 C．电子做圆周运动的向心加速度大小恒定 D．电子加速运动一周增加的动能为 【答案】AD 【详解】A．电子感应加速器的原理是变化的磁场激发感生电场，使电子持续加速。要维持电子不断加速，需要磁场持续增强，而磁场由螺线管的电流产生，因此必须增大通入螺线管的电流，故A正确； B．洛伦兹力始终与电子速度方向垂直，不做功，不能作为加速的驱动力；电子加速的驱动力是感生电场的电场力，故B错误； C．洛伦兹力提供向心力 电子加速过程中，速度不断增大，轨道处磁感应强度也不断增大，因此向心加速度会持续增大，不是恒定值，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律，电子轨道围成区域的感生电动势为 由丙图得 轨道面积 代入得 根据动能定理，电子运动一周，动能增加量等于电场力做功 故D正确。 故选AD。 20．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在方向垂直纸面、磁感应强度大小分别为、、、的匀强磁场。一半径为、电阻为、圆心角为60°的单匝扇形闭合线圈在纸面内绕点逆时针匀速转动，转速为。则线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】扇形线圈绕点逆时针匀速转动，产生交变电流，由扇形半径切割磁感线电动势 线圈在从第一象限进入第二象限时有感应电流，总电动势为 产生的焦耳热为 其中 所以有 同理可得从第二象限进入第三象限时有感应电流 从第三象限进入第四象限时有感应电流 从第四象限进入第一象限时有感应电流 故线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为。 故选B。 考向3 电磁感应中的电路及图像问题 21．（2026·陕西榆林·一模）如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（规定向左为力的正方向）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据法拉第电磁感应定律，导线框abc中产生的感应电动势为 是B−t的图像的斜率，根据图乙可知，在0~3s、3~6s、6~7s时间内，B−t的图像的斜率不变，则感应电动势大小分别为一恒定值，由可知感应电流I也为一恒定值，根据结合左手定则可知，0~1s内，F随时间线性减小，方向向左；1~3s内，F随时间线性增大，方向向右；3~5s内，F随时间线性减小，方向向左；5~6s内，F随时间线性增大，方向向右；6~7s内，F随时间线性减小，方向向左，故选D。 22．（2025·贵州遵义·模拟预测）如图甲所示，轻绳悬挂一质量为的圆形线圈，为线圈的水平直径，线圈总电阻为。线圈上半部分区域存在垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化图像如图乙所示，线圈始终静止。两点的电压为，轻绳拉力为。下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．由乙图可知B随t变化的关系为，其中。线圈中产生的感应电动势大小为 根据楞次定律可知线圈中电流沿顺时针方向，所以，即。根据闭合电路欧姆定律可得，ab两点的电压为 所以ab两点的电压不随时间变化，是一个小于零的定值，故AB错误； CD．线圈中电流为 线圈所受安培力的有效长度等于直径，则 根据左手定则可知其方向为竖直向上，线圈处于受力平衡状态，根据线圈平衡条件可得，绳受到的拉力为 所以绳受到的拉力与时间t为一次函数关系，轻绳拉力与时间t的图像为斜率为正的一条直线，故C正确，D错误。 故选C。 23．（2025·江西南昌·三模）如图甲所示，单匝矩形线圈垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线受到的安培力随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AD．由楞次定律，通过线圈的感应电流方向先顺时针再逆时针，磁场方向不变，bc段导线受到的安培力方向应先向右再向左，又以向右方向为安培力正方向，故AD错误； BC．由 内为定值，与成正比从而与成正比，故B正确C错误。 故选B。 【点睛】 24．（24-25高二下·广东湛江·期中）如图甲所示，圆形线圈置于垂直线圈平面向外的匀强磁场中，阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连，其他电阻忽略不计。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，不考虑线圈缺口对感应电动势的影响，下列关于感应电流、通过电阻的电荷量、电阻中产生的热量、线圈的张力随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得，感应电动势 结合图乙可知感应电动势恒定不变，感应电流恒定不变，故A错误； B．通过电阻的电荷量，则图像为正比例函数，故B错误； C．电阻中产生的热量，则图像为正比例函数，故C正确； D．线圈的张力 为线圈的周长，B增大，张力随时间逐渐增大，故D错误。 故选C。 25．（23-24高二下·山东菏泽·期中）如图甲，虚线框内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中。则线圈中产生的电动势e、电流i、焦耳热Q、线框受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．设线圈处于磁场中的面积为S，根据法拉第电磁感应定律得 可知在图像中，前半个周期与后半个周期内，磁感应强度的变化率均为一个定值，一负一正，表明感应电动势的方向相反，故A错误； B．结合上述可知，前半个周期与后半个周期内，感应电动势的大小相等，方向相反，根据闭合电路欧姆定律可知，前半个周期与后半个周期内，感应电流的大小相等，根据楞次定律可知，感应电流方向先沿顺时针，后沿逆时针，方向相反，故B正确； C．结合上述可知，感应电流的大小一定，根据 可知焦耳热与时间成正比，故C错误； D．前半个周期与后半个周期内，感应电动势的大小相等，方向相反，根据 可知安培力大小与磁感应强度大小成正比，根据左手定则可知，在一个周期内安培力方向先向左后向右，再向左最后向右，故D正确。 故选BD。 考向4 线框模型 26．（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为某兴趣小组做电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场为方向垂直平面、等间距交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度为。右侧较远处存在宽度为，方向垂直平面向里的阻尼磁场，磁感应强度（表示到阻尼磁场左边界的距离，且）。两个完全相同的正方形金属线框和，边长均为，质量均为，其中边和边无电阻，其余各边电阻均为。线框与分界线左侧的动摩擦因数为。现使驱动磁场以稳定速度向右运动，线框在图示位置由静止开始运动，经过一段时间后匀速运动，当边匀速运动到时立即撤去驱动磁场，线框完全越过后，与静止线框发生正碰，碰后边和边粘在一起，组成“”型线框后进入阻尼磁场。设整个过程中线框的边和边始终与分界线平行，边和边碰后接触良好。不计两金属框形变，重力加速度为。求： (1)线框由静止开始运动时的感应电流方向和大小； (2)线框在驱动磁场中匀速运动的速度大小； (3)设某次经过驱动磁场加速后，线框以速度（已知）与线框发生正碰，，请分析“”型线框在阻尼磁场作用下运动的位移。 【答案】(1)，顺时针方向 (2) (3) 【详解】（1）线框刚开始运动时速度为零，与磁场的相对速度为，根据右手定则可知线框左右两边产生的感应电动势顺接，由法拉第电磁感应定律可得 根据欧姆定律可得线框中的感应电流为 感应电流方向为顺时针方向 （2）设线框匀速运动的速度为，回路电动势为 根据欧姆定律有 可求安培力为 根据线框匀速运动，可知安培力和摩擦力平衡 联立解得 （3）两线框碰撞，满足动量守恒定律 当边进入阻尼磁场，回路总电阻为 设边刚出磁场时线框速度为，从边刚进入磁场到边刚离开磁场的过程，由动量定理可得    联立解得 从边刚出磁场到边还未进入磁场过程中，回路电阻为 设边刚进磁场时线框速度为，从边刚出磁场到边刚进入磁场的过程，由动量定理可得 若，则，说明未进入磁场线框已经停止运动，即 求得 线框在阻尼磁场作用下运动的位移 27．（2026·四川成都·二模）如图，倾角的光滑斜面上，水平界线PQ以下存在垂直斜面向下的磁场且区域足够宽，PQ位置，磁感应强度B随沿斜面向下位移x（以m为单位）的分布规律为。一个边长的（小于PQ长度），质量，电阻的正方形金属框从上方某位置静止释放，进入磁场的过程中由于受到平行斜面方向的力F作用金属框保持恒定电流，且金属框在运动过程中下边始终与PQ平行，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．力F沿斜面向下 B．金属框进入磁场的过程中产生的电热为24J C．金属框进入磁场的过程中平行斜面方向的力F做功28.75J D．若金属框刚完全进入磁场后立即撤去力F，金属框将开始做匀加速直线运动 【答案】AC 【详解】A．由于电流恒为2A，线框进入磁场的过程中 可得 当线框刚进入磁场时，，可得；当线框将要全部进入磁场时，，可得 由于可知线框进入磁场的过程中做加速运动。线框刚进入磁场时，安培力大小 金属框的重力沿斜面向下的分力为 由于线框沿斜面向下做加速运动，此时F的方向沿斜面向下，A正确； B．线框进入磁场的过程中，根据 代入数据整理得 经过时间，则有 由于代入可得 因此可知 整理可得从刚进磁场到恰好将完全进入磁场的过程中所用时间 因此回路产生的焦耳热，B错误； C．根据能量守恒 代入数据整理得，C正确； D．完全进入磁场后撤去力F，线圈前后两条边所处磁场的磁感应强度差值 假设做匀加速运动，回路产生的感应电动势 回路电流 线圈所受安培力 整理得 由于安培力随时间变化，因此不可能做匀加速运动，D错误。 故选AC。 28．（2026·河北邢台·二模）如图所示，空间分布有一半径为的半圆形匀强磁场，磁感应强度为，一边长为的单匝正方形金属线框（阻值分布均匀）从图示位置向右以速度匀速通过磁场区域，则关于金属线框的情况下列说法正确的是（　　） A．金属线框穿过磁场区域的过程中，感应电流先逐渐增大后逐渐减小直至为零 B．当金属线框的位移为时，间的电势差为 C．当金属线框的位移为时，间的电势差为 D．当金属线框的位移为时，间的电势差为0 【答案】C 【详解】A．金属线框穿过磁场区域的过程中，进入磁场时，bd边切割磁感应线，有效长度在增大，感应电流在增大；当bd边进入右侧磁场切割磁感应线时，ac边在左侧磁场切割磁感应线，根据右手定则，可知bd边切割产生逆时针电流，ac边切割产生顺时针电流，故两条边切割产生的电流相互抵消，刚开始bd边的有效长度大于ac边的有效长度，随后再等于ac边的有效长度、再小于ac边的有效长度，则电流有效值先减小到零，当bd边的有效长度小于ac边的有效长度时，电流有效值反向增大，当ac边刚好达到O点时，bd边出右侧磁场，此时电流反向达到最大值，之后ac边出磁场，其有效长度不断减小，最后为零，故感应电流先逐渐增大后减小为零，再反向增大到最大后减小到零，故A错误； B．当金属线框的位移为时，根据几何关系，可得bd边的有效切割长度为 回路电动势为 根据右手定则，可知电流由b到d，此时bd边上部分导体可以成为电源内部，线框的其它部分为电源的外部，故电势 则ab间的电势差为，故B错误； CD．当金属线框的位移为时，ac边和bd边的有效切割长度相等，根据几何关系，可得 根据右手定则，可知两边产生的电流方向相反，故回路中的电流为零，但ac和bd间的电势差均为，故C正确，D错误。 故选C。 29．（2026·湖北荆州·二模）如图所示，光滑绝缘的水平面内建立有直角坐标系，垂直于该平面有一足够大的非均匀磁场，磁场左边界为轴，磁感应强度的大小随坐标的变化满足（其中，）。现有一粗细均匀、材质相同的正方形金属框abcd，边长，总阻值，质量。cd边从处以的初速度沿轴正方向进入磁场，线框刚完全进入磁场时速度为。当线框速度减为0时，给线框施加沿轴负方向的恒力，在该恒力作用下，线框只沿轴运动，经时间，边回到轴。求： (1)线框ab边刚进入磁场瞬间，线框中的电流大小和方向； (2)线框从开始到完全进入磁场的过程中，通过线框导线截面的电荷量； (3)全过程中线框中产生的焦耳热（结果保留一位有效数字）。 【答案】(1)，方向为逆时针（abcda） (2) (3) 【详解】（1）设边和边产生的电动势分别为和，则， 由可知，， 回路总电动势 回路中电流 代入数据解得 方向为逆时针（abcda）。 （2）由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律 由电流定义式得 联立可得线框从开始到完全进入磁场的过程中，通过线框导线截面的电荷量为 其中， 联立解得 （3）向右运动过程中，机械能全部转化为焦耳热，有 代入数据解得 ，线框完全进入磁场后，设时刻速度为，边和边处的磁感应强度分别为， 则 由闭合电路欧姆定律可得感应电流 安培力 由动量定理得 联立可得 其中，解得 设返回过程中某时刻的速度为，同上分析感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可得感应电流 安培力 由动量定理得 代入可得 解得返回到轴时的速度大小为 由能量守恒定律 代入数据解得返回过程中产生的焦耳热为 往返过程中产生的总焦耳热为 代入数据解得 30．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图所示，竖直面内正方形线框质量为m，边长为，边电阻为2R，其余各边电阻均为R，线框由静止释放，一段时间后进入方向垂直于纸面的磁场区域，Ⅰ、Ⅱ区域磁感应强度大小均为B，磁场宽度。当线框CD边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g．则下列说法正确的是（    ） A．线框完全进入Ⅰ磁场区域时 B．线框经过N边界时电流沿顺时针方向 C．线框经过N边界时 D．导线框从进入到离开Ⅰ、Ⅱ磁场区域通过某截面的净电荷量为 【答案】C 【详解】A．线框完全进入Ⅰ磁场区域时边切割磁感线，只要导体做有效切割磁感线运动，一定产生感应电动势，即 故A错误； B．线框经过N边界时，线框垂直纸面向外的磁通量开始变小，由楞次定律可知，线框中会产生感应电流‌，该电流的方向总是‌试图阻碍磁通量的减少‌，利用‌右手螺旋定则‌（安培定则），可知电流沿逆时针方向，故B错误； C．当线框CD边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，此时由线框受力平衡有 又由 由以上两式可得 则线框经过N边界时有由于 所以 故C正确； D．根据、、 又由于导线框从进入到离开Ⅰ、Ⅱ磁场区域过程中，导线框总磁通量变化量为0，可得导线框从进入到离开Ⅰ、Ⅱ磁场区域通过某截面的净电荷量为 故D错误。 故选C。 考向5 单棒模型 31．（25-26高三下·河南开封·期末）如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，下端接入定值电阻，上端接入可变电阻（调节范围为），导轨间距为，两导轨及其所构成的平面与水平面的夹角为，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，再将质量为的金属棒垂直导轨放置，金属棒接入导轨之间的电阻为，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终没有滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为，将金属棒由静止释放后，经过足够长时间，金属棒的运动达到稳定状态，下列说法正确的是（　　） A．金属棒达到稳定状态时的电流为 B．金属棒减小的重力势能大于电路中产生的电能 C．改变可变电阻阻值，可变电阻的最大电功率 D．改变可变电阻阻值，可变电阻的最大电功率 【答案】ABC 【详解】A．金属棒最终做匀速直线运动，加速度为0，有 则电流，故A正确； B．从开始运动到稳定状态，金属棒减小的重力势能转化为金属棒的动能和电路中产生的电能，故B正确； CD．设当金属棒做匀速直线运动时，棒中的电流为，根据并联电路关系知 则有可变电阻的功率为 可知当时，可变电阻有最大功率，即，故C正确，D错误。 故选ABC。 32．（2026·福建南平·一模）某兴趣小组模拟电动汽车再生制动能量回收系统，设计了如图所示电路。平行且间距为的足够长光滑金属导轨固定在水平面，金属杆垂直静置在导轨上，整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨通过单刀双掷开关分别与电源、电容器连接，电源的电动势为、内阻为，电容器的电容为、初始电荷量为零。先将开关拨到1，杆从静止开始加速运动，达到最大速度后再将开关拨到2，杆给电容器充电，实现动能回收。杆的质量为、接入电路的电阻为，不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A．开关拨到1瞬间，杆的加速度大小为 B．开关拨到1后，杆能达到的最大速度为 C．开关拨到2后，杆做减速运动直到速度为零 D．电容器的电容越大，则最终储存的电荷量越多 【答案】BD 【详解】A．开关拨到1瞬间，杆中的电流 对杆进行分析，根据牛顿第二定律有 解得，故A错误； B．开关拨到1后，杆开始做加速运动，杆相当于一个电源，回路总电动势减小，回路电流减小，杆所受安培力减小，杆开始做加速度减小的减速运动，当加速度减为0时，即杆的电动势与电源电动势相等时，杆速度达到最大值，杆开始做匀速直线运动，则有 解得，故B正确； C．开关拨到2后，电容器开始充电，回路中有充电电流，电容器相当于一个电源，电容器充电过程，极板所带电荷量增大，电容器极板间电压增大，回路总的电动势减小，充电电流减小，杆所受安培力减小，杆开始做加速度减小的减速运动，当加速度减为0时，即杆的电动势与电容器极板电压相等时，杆开始做匀速直线运动，故C错误； D．开关拨到2后，令电容器极板间电压为U，结合上述有 根据电容定义式有 对杆进行分析，根据动量定理有 其中 解得 可知，电容器的电容越大，则最终储存的电荷量越多，故D正确。 故选BD。 33．（2026·四川德阳·二模）如图所示，间距为d的足够长平行光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接有自感系数为L的电感线圈，导轨处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将一根质量为m的导体棒从导轨上某处紧贴导轨由静止释放，金属棒运动过程始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度为g，不考虑电磁辐射，不计一切电阻。在金属棒运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体棒在导轨上做变加速运动，直至匀速下滑 B．导体棒在导轨上做往复运动 C．导体棒的最大动能为 D．导体棒中最大电流为 【答案】BD 【详解】AB．由于电路中只有电感且无电阻，导体棒切割磁感线的电动势等于自感线圈的自感电动势，即 对等式两边同时乘并求和，得，可得 解得 对导体棒由牛顿第二定律，重力向下、安培力向上，得 将代入，得 F与相对平衡位置的位移成正比、方向相反，说明导体棒做简谐运动，因此在导轨上做往复运动，而非匀速下滑，故A错误，B正确； C．当时，导体棒处在平衡位置，则有 解得 导体棒做简谐运动的周期为 其中，解得 则圆频率 简谐运动的最大速度出现在平衡位置，最大速度 其中振幅 代入得 最大动能，故C错误； D．由可知，取最大值时最大，最大值为 代入得最大电流，故D正确。 故选BD。 34．（2026·甘肃兰州·二模）小强同学对电磁弹射技术非常感兴趣，于是他动手设计了一个电磁弹射装置，简化模型如图所示。间距为l的水平平行金属导轨左端接有输出电压恒为U的电源和开关S，导轨上放有一个质量为m、电阻为R的导体棒ab，导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，导体棒由静止开始运动，运动过程中所受阻力与速度大小成正比，比例系数为k，导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻忽略不计，求： (1)开关接通瞬间，导体棒的加速度； (2)导体棒速度为v时，回路中的电流大小和方向； (3)导体棒所能达到的最大速度。 【答案】(1) (2)，由a指向b (3) 【详解】（1）开关接通瞬间，导体棒处于静止状态，电源和导体棒组成闭合回路，根据欧姆定律得回路中的电流大小为 通电导体棒在磁场中受安培力，大小为 根据牛顿第二定律有 联立解得 （2）运动的导体棒切割磁感线，在回路中产生与电源电动势方向相反的感应电动势，大小为 回路中的总电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 联立解得 回路中电流方向由a指向b （3）导体棒速度为v时，回路中电流为，导体棒所受安培力大小为 导体棒在安培力和阻力的作用下做加速运动，根据牛顿第二定律有 联立解得 当，即 导体棒有最大速度，最大速度为 35．（2026·湖南·三模）如图所示，两粗糙平行金属导轨、固定在一倾角为的斜面上，导轨上端接有一个不带电且电容为的平行板电容器。导轨下端接固定在水平面上的足够长平行直光滑导轨、，与、与均通过很短的绝缘弯头平滑相连，金属导轨、及、的间距均为。斜面上存在磁感应强度为的匀强磁场且方向垂直斜面向下，水平面存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度也为。在水平导轨上静止放置长度为的导体棒，到弯头的初始距离为。现有一长度为的导体棒垂直放置于导轨、的某处并从静止开始下滑，无摩擦地滑过绝缘弯头，滑上水平放置的金属导轨、。导体棒刚下滑时离水平导轨的高度为，且与导轨、之间的动摩擦因数为。已知导体棒、的质量均为，导体棒的电阻为，不计导体棒及所有导轨电阻，重力加速度大小为，电容器始终未被击穿，金属棒与金属棒始终未发生碰撞。下列说法正确的是（　　） A．金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，在水平导轨上做匀减速运动 B．金属棒与金属棒的最终速度为 C．电容器最终储存的电能为 D．的最小值为 【答案】BCD 【详解】A．在倾斜导轨上运动时，设金属棒的速度大小为时，经历的时间为，通过金属棒的电流为，在时间间隔内流经金属棒的电荷量为，则 按定义有 也是平行板电容器极板在时间间隔内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量。 金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小为 金属棒所受到的摩擦力方向沿导轨斜面向上，大小为 金属棒在时刻的加速度方向沿斜面向下，设其大小为，根据牛顿第二定律有 又 联立可得 可知，金属棒在倾斜导轨上做初速度为零的匀加速运动。 则金属棒刚滑至处时速度 在水平轨道运动时，设金属棒的速度大小为时，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力方向向右，大小为 由于金属棒速度减小，金属棒速度增大，随着运动减小，根据牛顿第二定律得 所以，金属棒在水平轨道上做加速度减小的减速运动，故A错误； B．金属棒与金属棒在水平轨道上满足动量守恒，有 解得，故B正确； C．设电容器最终储存的电能为，金属棒在倾斜轨道下滑过程，由能量守恒有 得到，故C正确； D．从金属棒刚滑上水平轨道到金属棒和共速过程，对金属棒用动量定理，有 得到流过电路中的电荷量为 当金属棒与共速时，金属棒刚好与金属棒相遇，此时有最小值。 又 由以上得到的最小值为，故D正确。 故选BCD。 考向6 双棒模型 36．（25-26高三下·河北沧州·月考）如图所示，相互平行的光滑金属导轨间距为，倾角为，其上端通过导线连接阻值为的电阻，三个区域中均为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与倾斜导轨平面垂直，三个磁场区域的宽度均为，间距为，磁场区域3的下边界处用一小段大小可忽略的绝缘圆弧与宽度为的光滑水平导轨相连，水平导轨右端接有阻值不计，自感系数为的自感线圈。质量为、电阻的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，到磁场区域1上边界距离为（未知）。金属棒滑过后与另一根放在左侧相同位置和相同质量的无电阻金属棒相碰，碰后两棒粘在一起，进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平导轨平面垂直。不计导轨的电阻及处的机械能损失，金属棒始终与导轨保持垂直且接触良好，重力加速度为，线圈中产生自感电动势大小为。 (1)当时，导体棒释放后恰好匀速穿过磁场区域1，求； (2)当取合适值时，导体棒进入磁场后的运动过程中，在任一磁场区域和非磁场区域运动的时间均相等，求导体棒每次离开磁场区域时的速度； (3)在（2）的基础上，、棒碰撞后，向右运动的最大距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设导体棒到达磁场区域1上边界时的速度大小为，由机械能守恒有 导体棒进入磁场区域1时，产生电动势 回路产生感应电流 导体棒受安培力大小 导体棒匀速穿过磁场区域1,有 联立解得 （2）设导体棒每次进入磁场区域时的速度为，每次离开磁场区域时的速度为，每次在磁场区域和非磁场区域运动时间均为T，导体棒在磁场中运动，设某时刻速度为，则安培力大小 由动量定理有 导体棒在无磁场区域运动过程，由动量定理有 由动能定理有 联立解得 （3） a、b棒碰撞后两棒粘在一起运动，由于b无电阻，则a被b短路，有 产生的电动势为 整理得 金属棒中的电流为 根据图像以及动能定理有 向右运动的最大距离 37．（2026·湖南邵阳·二模）如图所示，一足够长的导电轨道，由两根平行光滑金属导轨组成，虚线MN左侧是竖直面内半径为R的圆弧轨道，无磁场；虚线MN右侧轨道水平且置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间宽度为L。导体棒cd、ef由绝缘轻杆连接组成“工”字型器件，静置于水平轨道上，cd距MN最初的距离也为L。将导体棒ab从圆弧轨道上距水平轨道高为处静止释放，三根导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好且保持垂直，ab与“工”字型器件不会发生碰撞，三根导体棒的质量均为m，其中ab棒和cd棒在导轨间的电阻均为，ef棒在导轨间的电阻为r，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)求ab棒通过圆弧轨道最低点时对轨道总压力F的大小； (2)从ab棒进入磁场到ab棒和“工”字型器件稳定运动的过程中，求cd棒所产生的焦耳热； (3)求cd棒与ab的最小距离d。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）ab棒运动到圆弧轨道最低点速度为，由动能定理有 在最低点 由牛顿第三定律得 解得 （2）ab棒与“工”字型器件系统动量守恒，稳定运动时速度为v，则 系统产生的焦耳热 且 解得 （3）ab棒进入水平轨道到与“工”字型器件共速，对ab棒 其中 总电阻 减小 联立得 38．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图，两条相同的光滑金属导轨平行放置，间距为L，右侧的半圆导轨处于竖直面内，磁感应强度大小为B且竖直向上的匀强磁场只存在于水平导轨区域。水平导轨上静置ab、cd两根材料相同、粗细均匀的实心金属棒，两棒长度均为L、质量分别为2m和m。现给金属棒ab一个向右的初速度，一段时间后，在金属棒cd进入半圆导轨前两棒均已达到匀速运动。已知金属棒cd恰能运动到半圆导轨的最高点，cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两棒之间未发生碰撞。导轨电阻不计，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两棒在水平导轨匀速运动时的速度均为 B．金属棒cd离开水平导轨前，ab棒上产生的焦耳热为 C．金属棒cd离开水平导轨前，通过其横截面的电量为 D．金属棒cd离开半圆导轨至未落到水平导轨前其产生的感应电动势始终为 【答案】ACD 【详解】A．当两棒共速时，回路磁通量不变，感应电流为零，安培力为零，开始匀速运动。系统水平方向不受外力，动量守恒 解得，两棒速度均为，故A正确； B．总焦耳热等于动能损失 两棒材料相同、长度相同，由、 得，因此 串联电路焦耳热与电阻成正比，故，故B错误； C．对cd棒用动量定理，安培力冲量等于动量变化 代入得，故C正确； D．cd棒从最低点到最高点由动能定理可得 在最高点重力提供向心力 之后做平抛运动，故D正确。 故选ACD。 39．（2026·江苏·二模）如图所示，水平固定、间距为L的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。与导轨垂直且接触良好的导体棒a、b，质量均为m，电阻均为R。现对a施加水平向右的恒力，使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度为g。 (1)求导体棒b刚要滑动时，导体棒a的最大速度vm； (2)定性画出导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像； (3)求导体棒a发生位移x的过程中，回路中产生的总焦耳热Q；并在a达到最大速度时，给b水平向右的瞬时速度v0（v0<vm），求此后b的最终速度vb。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）导体棒b刚要滑动时，对导体棒b有 解得 （2）导体棒b未滑动前，所受摩擦力为静摩擦力，大小等于安培力，随着导体棒a速度增大，回路中感应电流变大，导体棒a所受的安培力变大，则导体棒a做加速度逐渐减小的加速运动，电流变化率逐渐变小，则导体棒b摩擦力随时间的变化率逐渐变小，导体棒b滑动后，摩擦力为滑动摩擦力且恒定不变，当导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像如图 （3）当导体棒a的速度最大时，导体棒a加速度为0，对a有 根据能量守恒可知 联立解得 b获得最终速度时，导体棒a、b加速度均为0，对整体有 b获得水平向右的瞬时速度后，此后对ab系统分析，可知系统合外力为0，故系统动量守恒，设最终导体棒a的速度为，规定向右为正方向，则有 当导体棒加速度减为0时有 因为 联立解得 40．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示，两足够长的光滑平行导轨沿水平方向固定，该导轨有两部分组成，左侧宽导轨的间距为，右侧窄导轨的间距为，整个空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，质量为，长为，阻值为的导体棒a垂直放在左侧宽导轨上，质量为，长为，阻值为的导体棒b垂直放在右侧窄导轨上，时刻同时给导体棒a、b大小相等、方向相反的初速度，整个过程导体棒a、b始终没有离开宽导轨和窄导轨，两导体棒始终保持与导轨有良好的接触，不计导轨的电阻。求： (1)当导体棒b的速度为0时，导体棒b的加速度大小； (2)当回路中电流为0时，导体棒a、b的速度大小； (3)整个过程，流过导体棒b的电荷量以及导体棒b上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2)， (3)， 【详解】（1）设导体棒的速度为0时，导体棒的速度为，规定向右为正方向，对导体棒，根据动量定理有 对导体棒，根据动量定理有 解得 由法拉第电磁感应定律可知，导体棒a产生的感应电动势 回路中的电流为 导体棒所受的安培力为 根据牛顿第二定律有 解得导体棒b的加速度大小 （2）根据牛顿第二定律，可知导体棒a、b的加速度分别为， 可得 所以导体棒b的速度先减为零，当回路中电流为0时，导体棒a、b的速度均向右，导体棒a、b的速度大小分别为、，两导体棒产生的感应电动势相互抵消，则有 可得 对导体棒，根据动量定理有 对导体棒，根据动量定理有 联立解得， （3）对导体棒，根据动量定理有 又 联立可得 代入数据解得 根据能量守恒，可得产生总的焦耳热为 上产生的焦耳热 联立解得 第 1 页 共 5 页 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