2026届高考物理三轮终极冲刺 讲义12：电磁感应

该高中物理高考复习讲义聚焦电磁感应专题，涵盖感应电流产生条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律及动力学、能量、动量综合问题，按“考情分析-核心知识点-题型突破-真题链接”逻辑架构，通过考点梳理、方法指导、典例变式及真题训练，帮助学生构建知识体系，突破综合难点。 讲义突出模型建构与科学推理，如针对单棒、双棒切割模型，先提炼动力学分析框架，再结合动量定理、能量守恒设计典例与变式训练，培养科学思维。设置基础到综合分层练习，配合高考真题实战，确保高效复习，为教师把控节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

高考物理终极冲刺，全力以赴，备战高考！ 高考物理终极冲刺12 电磁感应 高考全国考情分析 A B C LOREM LOREM LOREM 1、 考察方向与分值占比： 电磁感应是高考物理电磁学板块的核心重难点与压轴高频考点，全国卷与新高考卷必考，分值占比极高，稳定在8–14分，题型覆盖选择题、实验题与大型综合计算题，区分度极强。本专题集力学、电学、能量、动量知识于一体，综合性极强，是高考拉开分数差距的关键模块。高考命题重点围绕感应电流的产生条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律展开，高频考查磁通量变化判断、感应电动势计算、电流方向判定等基础内容。核心考查单棒、双棒、线框切割磁感线模型，常结合受力动态变化、电路分析、能量转化、动量定理综合设问。命题情境丰富，变式灵活，侧重考查学生的过程分析与数理结合能力，熟练掌握各类经典模型与解题套路，是突破电磁感应压轴题的核心关键。 2、核心考查内容： 电磁感应现象，感应电流方向的判断，法拉第电磁感应定律，电磁感应中的动力学、能量和动量问题。 （1）电磁感应现象：牢记感应电流产生条件，分清磁通量相关三类物理量。快速判别回路感应电动势与电流的产生情况。 （2）感应电流方向的判断：活用楞次定律推论判定电流走向，熟练掌握右手定则。区分两种判断方法适用场景，规避方向判断失误。 （3）法拉第电磁感应定律：熟记电动势计算公式，划分平均与瞬时取值场景。结合电路知识，求解切割模型各类电学物理量。 （4）电磁感应中的动力、能量和动量问题：分析安培力大小方向，依托牛顿规律分析运动状态。攻克动态平衡、临界极值以及收尾速度类题型。借助能量守恒计算热量、速度与位移相关数值。运用动量定理，求解速度变化、位移与电荷量。 核心知识点及具体题型 A B C LOREM LOREM LOREM 【题型一】电磁感应现象 1、 闭合回路磁通量改变，回路中就会产生感应电动势。 2、 回路闭合才有感应电流，回路断开仅存在感应电动势。 3、 磁通量大小、变化量、变化率三者无必然大小关联。 4、 磁感线穿入穿出相互抵消，整体磁通量可出现数值为零。 【典例1】（2026·浙江·三模）如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。则下列说法正确的是（     ） A．开关S断开时，线圈A两端的电压为零 B．开关S断开时，线圈B产生的磁场吸引D C．开关S断开时，线圈B中有图示箭头方向的电流 D．若线圈B不闭合，具有相同的延时效果 【变式1-1】（2026·江西·三模）市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中，夹着永磁铁的铁块向下移动，改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变，门铃响。松开门铃按钮后，弹簧可使之复位（与连接的外电路未画出）。由此可以判断（　　） A．按住按钮不动，门铃会一直响 B．按钮复位的过程中，门铃会一直响 C．按钮复位的过程中，穿过线圈的磁通量一直减小 D．按钮复位的过程中，穿过线圈的磁通量一直增加 【变式1-2】（2026·北京丰台·二模）如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A．用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B．用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 【题型二】感应电流方向的判断 1、 楞次定律：感应磁场始终阻碍原磁通量的增减变化。 2、 常用推论：增反减同、来拒去留、增缩减扩。 3、 右手定则：磁感线穿手心，拇指指向运动方向，四指为电流方向。 4、 磁通量变化多用楞次定律，导体切割磁感线优选右手定则。 【典例2】（2026·河南安阳·三模）如图1所示，红色发光二极管和绿色发光二极管并联后与圆形导体线圈的两端点连接。线圈中存在垂直线圈平面的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示，其中t1~t2时间内为与横轴平行的直线。已知磁场方向垂直纸面向外为正方向，两二极管均为理想二极管，下列判断正确的是（　　） A．0~t1的时间内，红色二极管发光 B．t1~t2的时间内，绿色二极管发光 C．t2~t3的时间内，红色二极管发光 D．t3~t4的时间内，绿色二极管发光 【变式2-1】（2026·重庆北碚·模拟预测）如图1为三相交流电电动机模型示意图，三根线圈通电后会产生以角速度ω0匀速旋转的磁场。边长为L、总电阻为R的单匝正方形金属框abcd置于线圈内部。图2为简化后的俯视图，已知转动过程中ab、cd经过位置的磁感应强度大小均为B，磁场方向始终与ab、cd垂直，也与它们的运动方向垂直。金属框绕中心轴OO'转动，不计一切阻力，不考虑自感现象。 (1)当金属框在图2位置时，金属框角速度为0，求金属框ab边产生的感应电动势大小，并判断此时电流方向（用字母abcd表示）； (2)求（1）问状态下ab边受到的安培力大小； (3)金属框在磁场的驱动下加速转动。当金属框的角速度达到ω1（ω1<ω0）时，求金属框的热功率P1与金属框所受安培力功率P2之比。 【变式2-2】（2026·湖北省直辖县级单位·三模）（多选）磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图（从车后朝前看）如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置的刹车原理，下列判断正确的是（　　） A．过山车进入停车区时其动能转化成电能 B．把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果 C．过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流 D．过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速 【题型三】法拉第电磁感应定律 用法拉第电磁感应定律求解感应电动势常见情况与方法： 情景图 研究对象 表达式 回路(不一定闭合) E＝n 一段直导线(或等效成直导线) E＝BLvsinθ 绕一端转动的一段导体棒 E＝BL2ω 绕与B垂直的轴转动的导线框 e＝NBSωsinωt 【典例3】（2026·重庆九龙坡·模拟预测）如图所示，某范围足够大的匀强磁场中，有两个用相同规格导线制成的单匝圆形闭合线圈a、b，线圈a、b的半径之比为1：2，两线圈所在平面均与磁场方向垂直。当该磁场的磁感应强度变化一段时间后，线圈a中产生的热量为1J，则该段时间内，线圈b中产生的热量为（　　） A．0.5J B．1J C．4J D．8J 【变式3-1】（2026·山东泰安·模拟预测）麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图甲所示，一个半径为的绝缘光滑细圆环水平放置，环上套一个带电荷量为的小球，时刻开始，在环内区域加一随时间均匀变化的磁场，方向竖直向上，磁感应强度大小随时间的变化如图乙所示。则小球在环上运动一周动能的增加量为（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】（2026·湖北武汉·三模）如图所示，半径为的水平金属圆盘绕过中心。的竖直轴以角速度匀速转动，圆盘处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。是间距为的足够长、水平光滑平行金属导轨，导轨处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导轨的端用导线通过电刷与圆盘边缘相连，、之间连接电容为的电容器和单刀双掷开关，且的接线柱1通过电刷与圆盘中心相连。在导轨上间隔一定距离垂直于导轨放置着两根金属棒、，质量分别为和，电阻值分别为和，不计其他电阻，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。 (1)将S掷于1，稳定后，求电容器所带的电荷量； (2)当电容器所带电荷量为时，将从1掷于2， i．求、棒稳定后的速度大小； ii．为使、棒不相碰，求两棒初始距离的最小值。 【题型四】电磁感应中的动力学、能量和动量问题 1、电磁感应中动力学和能量问题的分析思路 2、电磁感应中动量问题的分析思路 (1)动量定理在电磁感应现象中的应用 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：I安＝Blt＝Blq，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx.如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1. 当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解更方便． (2)动量守恒定律在电磁感应现象中的应用 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，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便． 【典例4】（2026·宁夏银川·模拟预测）（多选）间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示放置，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为m和2m、电阻均为R的金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线 de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为 m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨高为h处静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后金属棒b进入磁场最终未与金属棒c碰撞。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．整个过程通过金属棒c的电荷量为 B．整个过程金属棒c产生的焦耳热为mgh C．绝缘棒a与金属棒b碰后瞬间金属棒b的速度大小为 D．金属棒c的初始位置距离磁场边界 de的最小距离为 【变式4-1】（2026·江西宜春·二模）（多选）某电梯研发实验室设计了一套竖直电梯电磁制动测试系统，简化如图所示，两平行的光滑金属导轨竖直固定于电梯井道内，导轨间距为、足够长且电阻忽略不计，条形匀强磁场的宽度为，磁感应强度大小为、方向与导轨平面垂直。长度为的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型制动单元，总质量为，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为的电流（由外接恒流源产生，图中未画出），线框的边长为，电阻为，下边与磁场区域上边界重合。现将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度为。则（　　） A．装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热 B．线框刚离开磁场下边界时的速度大小为 C．线框第一次穿越磁场区域所需的时间 D．经过足够长时间，装置做稳定的往复运动，其往返一次所需的时间 【变式4-2】（2026·安徽合肥·三模）（多选）如图所示，两水平放置的足够长光滑金属导轨间距，导轨处于竖直向上磁感应强度大小的匀强磁场中，两导体棒b、c均静置在导轨上且相距足够远。现让b棒左侧处的导体棒a以初速度开始水平向右运动，a棒与b棒发生弹性碰撞，三根导体棒最终达到稳定状态。已知三棒的质量均为，长度均为，电阻均为，三根导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．a棒与b棒碰前，b、c两棒的加速度之比为1∶1 B．从a棒开始运动到与b棒相碰的过程中，流过a棒的电荷量为 C．a棒与b棒碰撞前瞬间，c棒速度大小为 D．整个过程b棒产生的焦耳热为 链接高考 A B C LOREM LOREM LOREM 1．（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 2．（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 3．（2017·全国I卷·高考真题）为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A．B．C．D． 4．（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 5．（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 6．（2024·浙江·高考真题）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 7．（2023·全国乙卷·高考真题）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　）       A．图（c）是用玻璃管获得的图像 B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 8．（2025·湖南·高考真题）（多选）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 9．（2025·江西·高考真题）（多选）如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，速率恒为，宽为的区域存在与传送带平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为、质量为m、电阻为R的正方形线框置于传送带上，进入磁场前与传送带保持相对静止，线框边刚离开磁场区域时的速率恰为。若线框或边受到安培力，则其安培力大于。线框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数，边始终平行于，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A．线框速率的最小值为 B．线框穿过磁场区域产生的焦耳热为 C．线框穿过磁场区域的时间为 D．边从进入到离开磁场区域的时间内，传送带移动距离为 10．（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，过P点的虚线上方存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。则（   ） A．圆环中感应电流始终绕O逆时针流动 B．OP与虚线平行时圆环中感应电流最大 C．圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同 D．圆环在磁场内且OP与虚线垂直时环中感应电流最大 11．（2025·广东·高考真题）科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 (1)量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 (2)磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 12．（2021·上海·高考真题）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示． (1)在实验中需保持不变的是( ) A．挡光片的宽度 B．小车的释放位置 C．导轨倾斜的角度 D．光电门的位置 (2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线． ( ) 13．（2025·四川·高考真题）如图所示，长度均为s的两根光滑金属直导轨MN和PQ固定在水平绝缘桌面上，两者平行且相距l，M、P连线垂直于导轨，定滑轮位于N、Q连线中点正上方h处。MN和PQ单位长度的电阻均为r，M、P间连接一阻值为的电阻。空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。过定滑轮的不可伸长绝缘轻绳拉动质量为m、电阻不计的金属杆沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。零时刻，金属杆位于M、P连线处。金属杆在导轨上时与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小为g。 (1)金属杆在导轨上运动时，回路的感应电动势； (2)金属杆在导轨上与M、P连线相距d时，回路的热功率； (3)金属杆在导轨上保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程。 14．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框，置于始终竖直向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边中点位于磁场边界。导体框的质量，电阻、边长。磁感应强度B随时间t连续变化，内图像如图（b）所示。导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向。 (1)求时边受到的安培力大小F； (2)画出图(b)中内图像（无需写出计算过程）； (3)从开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，求ad边离开磁场时的速度大小。 15．（2025·天津·高考真题）轴向磁通风力发电机在新能源领域中有广泛应用，其原理可简化为一圆盘发电机。如图所示，发电机的中心轴为固定不动的圆柱，一外半径为、厚度均匀的环形导体盘套在轴上，接触良好并可绕轴转动，导体盘轴线与中心轴的轴线重合。整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。在风力的作用下，导体盘以角速度匀速转动，导体盘的内、外缘为发电机的两个电极。两极接在外电阻两端后，导体盘上各处均有沿半径流动的电流。 (1)磁场方向与导体盘转动方向如图所示，试判断导体盘的外缘是发电机的正极还是负极； (2)若外电阻阻值为R，导体盘电阻忽略不计、内半径为l，通过导体盘上相同圆心角区域内的电流相同。求作用在导体盘上圆心角为区域（很小，可视为导体棒）上的安培力大小F与的关系式； (3)若外电阻阻值忽略不计，导体盘电阻不可忽略，距离轴线为r处的电阻率与r成正比，比例系数为k，即，导体盘厚度为d、内半径大小可调。求导体盘发热功率最大时内半径的大小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $高考物理终极冲刺，全力以赴，备战高考！ 高考物理终极冲刺12 电磁感应 高考全国考情分析 A B C LOREM LOREM LOREM 1、 考察方向与分值占比： 电磁感应是高考物理电磁学板块的核心重难点与压轴高频考点，全国卷与新高考卷必考，分值占比极高，稳定在8–14分，题型覆盖选择题、实验题与大型综合计算题，区分度极强。本专题集力学、电学、能量、动量知识于一体，综合性极强，是高考拉开分数差距的关键模块。高考命题重点围绕感应电流的产生条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律展开，高频考查磁通量变化判断、感应电动势计算、电流方向判定等基础内容。核心考查单棒、双棒、线框切割磁感线模型，常结合受力动态变化、电路分析、能量转化、动量定理综合设问。命题情境丰富，变式灵活，侧重考查学生的过程分析与数理结合能力，熟练掌握各类经典模型与解题套路，是突破电磁感应压轴题的核心关键。 2、核心考查内容： 电磁感应现象，感应电流方向的判断，法拉第电磁感应定律，电磁感应中的动力学、能量和动量问题。 （1）电磁感应现象：牢记感应电流产生条件，分清磁通量相关三类物理量。快速判别回路感应电动势与电流的产生情况。 （2）感应电流方向的判断：活用楞次定律推论判定电流走向，熟练掌握右手定则。区分两种判断方法适用场景，规避方向判断失误。 （3）法拉第电磁感应定律：熟记电动势计算公式，划分平均与瞬时取值场景。结合电路知识，求解切割模型各类电学物理量。 （4）电磁感应中的动力、能量和动量问题：分析安培力大小方向，依托牛顿规律分析运动状态。攻克动态平衡、临界极值以及收尾速度类题型。借助能量守恒计算热量、速度与位移相关数值。运用动量定理，求解速度变化、位移与电荷量。 核心知识点及具体题型 A B C LOREM LOREM LOREM 【题型一】电磁感应现象 1、 闭合回路磁通量改变，回路中就会产生感应电动势。 2、 回路闭合才有感应电流，回路断开仅存在感应电动势。 3、 磁通量大小、变化量、变化率三者无必然大小关联。 4、 磁感线穿入穿出相互抵消，整体磁通量可出现数值为零。 【典例1】（2026·浙江·三模）如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。则下列说法正确的是（     ） A．开关S断开时，线圈A两端的电压为零 B．开关S断开时，线圈B产生的磁场吸引D C．开关S断开时，线圈B中有图示箭头方向的电流 D．若线圈B不闭合，具有相同的延时效果 【答案】B 【详解】A．S闭合时，线圈A中有电流，铁芯被磁化，吸引衔铁D。S断开时，线圈A中电流减小，磁通量减小，由楞次定律，线圈B中产生感应电流，其方向使得磁场维持原方向不变，继续吸引衔铁D，产生延时效果。 S断开瞬间线圈A会产生自感电动势，但由于B构成闭合回路，通过互感维持磁场，A线圈产生自感反电动势，所以线圈A两端电压不为零，故A错误； B．线圈B产生的感应电流维持原磁场方向，继续吸引D，故B正确； C．根据楞次定律，B中电流方向应维持原磁场，电流方向与图示箭头相反，故C错误； D．若B不闭合，线圈无法产生感应电流维持磁场，延时效果差，故D错误。 故选B。 【变式1-1】（2026·江西·三模）市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中，夹着永磁铁的铁块向下移动，改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变，门铃响。松开门铃按钮后，弹簧可使之复位（与连接的外电路未画出）。由此可以判断（　　） A．按住按钮不动，门铃会一直响 B．按钮复位的过程中，门铃会一直响 C．按钮复位的过程中，穿过线圈的磁通量一直减小 D．按钮复位的过程中，穿过线圈的磁通量一直增加 【答案】B 【详解】A．感应电流产生的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，只有磁通量变化时，才会产生感应电流使门铃发声。按住按钮不动时，永磁铁位置不变，穿过线圈的磁通量不再变化，没有感应电流，门铃不会一直响，故A错误； B．按钮复位过程中，磁通量一直在变化，一直有感应电流，门铃会一直响，故B正确； CD．复位过程中，永磁铁从下方（丙）回到初始上方位置（乙），穿过线圈的磁通量先向左减小，后向右增大，故CD错误。 故选B。 【变式1-2】（2026·北京丰台·二模）如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A．用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B．用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 【答案】C 【详解】AC．无论是用磁铁的N极还是S极靠近A环时，根据“来拒去留”可知，A环均会被排斥，A错误，C正确； B．用磁铁的N极靠近B环，穿过B环的磁通量发生变化，则B环有感应电动势，只是无感应电流，B错误； D．用磁铁的N极靠近A环时，穿过A环的磁通量向里增加；而用磁铁的S极靠近A环时，穿过A环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，A环产生的感应电流方向相反，D错误。 故选C。 【题型二】感应电流方向的判断 1、 楞次定律：感应磁场始终阻碍原磁通量的增减变化。 2、 常用推论：增反减同、来拒去留、增缩减扩。 3、 右手定则：磁感线穿手心，拇指指向运动方向，四指为电流方向。 4、 磁通量变化多用楞次定律，导体切割磁感线优选右手定则。 【典例2】（2026·河南安阳·三模）如图1所示，红色发光二极管和绿色发光二极管并联后与圆形导体线圈的两端点连接。线圈中存在垂直线圈平面的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示，其中t1~t2时间内为与横轴平行的直线。已知磁场方向垂直纸面向外为正方向，两二极管均为理想二极管，下列判断正确的是（　　） A．0~t1的时间内，红色二极管发光 B．t1~t2的时间内，绿色二极管发光 C．t2~t3的时间内，红色二极管发光 D．t3~t4的时间内，绿色二极管发光 【答案】C 【详解】A．已知磁场方向垂直纸面向外为正方向，0~t1的时间内,穿过线圈的磁场方向是向外且磁通量随磁感应强度增加而增加，由楞次定律的“增反减同”，线圈的上端相当于等效电源的正极，根据二极管的单向导电性，此时绿色二极管发光，故A错误； B．t1~t2的时间内，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电动势，两二极管都不发光，故B错误； C．t2~t3的时间内，穿过线圈的磁场方向是向外且磁通量随磁感应强度减小而减小，由楞次定律的“增反减同”，线圈的下端相当于等效电源的正极，此时红色二极管发光，故C正确； D．t3~t4的时间内，穿过线圈的磁场方向是垂直纸面向里且磁通量随磁感应强度增大而增加，由楞次定律的“增反减同”，线圈的下端相当于等效电源的正极，此时红色二极管发光，故D错误。 故选C。 【变式2-1】（2026·重庆北碚·模拟预测）如图1为三相交流电电动机模型示意图，三根线圈通电后会产生以角速度ω0匀速旋转的磁场。边长为L、总电阻为R的单匝正方形金属框abcd置于线圈内部。图2为简化后的俯视图，已知转动过程中ab、cd经过位置的磁感应强度大小均为B，磁场方向始终与ab、cd垂直，也与它们的运动方向垂直。金属框绕中心轴OO'转动，不计一切阻力，不考虑自感现象。 (1)当金属框在图2位置时，金属框角速度为0，求金属框ab边产生的感应电动势大小，并判断此时电流方向（用字母abcd表示）； (2)求（1）问状态下ab边受到的安培力大小； (3)金属框在磁场的驱动下加速转动。当金属框的角速度达到ω1（ω1<ω0）时，求金属框的热功率P1与金属框所受安培力功率P2之比。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）根据题中所给情境，可知金属框ab边和cd边此时均切割磁感，产生感应电动势，相对切割磁感线的速度为 产生的电动势为 解得 根据右手定则，可知电流方向为 （2）图2状态瞬时感应电流为 解得 则ab边所受的安培力为 （3）当线框的角速度为时，线框的生热功率为 其中， 联立解得 金属框ab边和cd边所受安培力的功率和为 其中 联立解得 故金属框的热功率P1与金属框所受安培力功率P2之比 【变式2-2】（2026·湖北省直辖县级单位·三模）（多选）磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图（从车后朝前看）如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置的刹车原理，下列判断正确的是（　　） A．过山车进入停车区时其动能转化成电能 B．把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果 C．过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流 D．过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速 【答案】ACD 【详解】A．过山车进入停车区时，铜片切割磁感线，克服安培力做功，将过山车的动能转化为电能（最终通过电阻发热转化为内能），故A正确； B．有机玻璃是绝缘体，把铜片换成有机玻璃片时，即使切割磁感线也不会产生感应电流，因此不会受到安培力的阻碍作用，无法达到相同的刹车效果，故B错误； C．过山车进入停车区的过程中，铜片从强力磁铁间穿过，穿过铜片的闭合回路面积或所在位置的磁场发生改变，导致穿过铜片的磁通量发生变化，从而在铜片中产生感应电流（即涡流），故C正确； D．根据楞次定律“来拒去留”的推论（或安培力总是阻碍相对运动）可知，过山车进入停车区的过程中，铜片中感应电流受到的安培力方向与过山车的运动方向相反，从而使过山车减速，故D正确。 故选ACD。 【题型三】法拉第电磁感应定律 用法拉第电磁感应定律求解感应电动势常见情况与方法： 情景图 研究对象 表达式 回路(不一定闭合) E＝n 一段直导线(或等效成直导线) E＝BLvsinθ 绕一端转动的一段导体棒 E＝BL2ω 绕与B垂直的轴转动的导线框 e＝NBSωsinωt 【典例3】（2026·重庆九龙坡·模拟预测）如图所示，某范围足够大的匀强磁场中，有两个用相同规格导线制成的单匝圆形闭合线圈a、b，线圈a、b的半径之比为1：2，两线圈所在平面均与磁场方向垂直。当该磁场的磁感应强度变化一段时间后，线圈a中产生的热量为1J，则该段时间内，线圈b中产生的热量为（　　） A．0.5J B．1J C．4J D．8J 【答案】D 【详解】根据法拉第电磁感应定律 ​ 可得 导线电阻率、横截面积均相同，线圈电阻为 ​ 可得 根据焦耳定律，线圈产生的热量 可得 由题意知，因此 故选 D。 【变式3-1】（2026·山东泰安·模拟预测）麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图甲所示，一个半径为的绝缘光滑细圆环水平放置，环上套一个带电荷量为的小球，时刻开始，在环内区域加一随时间均匀变化的磁场，方向竖直向上，磁感应强度大小随时间的变化如图乙所示。则小球在环上运动一周动能的增加量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据法拉第电磁感应定律，可知感生电场的电动势为 其中， 解得 小球在环上运动一周感生电场对小球的作用力所做功的大小为 根据动能定理，可知小球在环上运动一周动能的增加量为 故选C。 【变式3-2】（2026·湖北武汉·三模）如图所示，半径为的水平金属圆盘绕过中心。的竖直轴以角速度匀速转动，圆盘处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。是间距为的足够长、水平光滑平行金属导轨，导轨处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导轨的端用导线通过电刷与圆盘边缘相连，、之间连接电容为的电容器和单刀双掷开关，且的接线柱1通过电刷与圆盘中心相连。在导轨上间隔一定距离垂直于导轨放置着两根金属棒、，质量分别为和，电阻值分别为和，不计其他电阻，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。 (1)将S掷于1，稳定后，求电容器所带的电荷量； (2)当电容器所带电荷量为时，将从1掷于2， i．求、棒稳定后的速度大小； ii．为使、棒不相碰，求两棒初始距离的最小值。 【答案】(1) (2)i．ii． 【详解】（1）圆盘转动，根据法拉第电磁感应定律有 稳定后，电容器所带的电荷量为 根据电路知识可得 解得 （2）i．将开关从1掷于2时，、棒均开始向右运动，稳定后，电路中无感应电流，、棒的速度大小相等，有 对棒，根据动量定理有 其中 对棒，根据动量定理有 其中 对电容器 根据法拉第电磁感应定律有 又 解得 ii．设、棒运动过程中的速度大小为、，则棒两端的电压为， 整理可得 而，， 联立可得两棒初始距离的最小值为 【题型四】电磁感应中的动力学、能量和动量问题 1、电磁感应中动力学和能量问题的分析思路 2、电磁感应中动量问题的分析思路 (1)动量定理在电磁感应现象中的应用 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：I安＝Blt＝Blq，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx.如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1. 当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解更方便． (2)动量守恒定律在电磁感应现象中的应用 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，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便． 【典例4】（2026·宁夏银川·模拟预测）（多选）间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示放置，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为m和2m、电阻均为R的金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线 de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为 m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨高为h处静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后金属棒b进入磁场最终未与金属棒c碰撞。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．整个过程通过金属棒c的电荷量为 B．整个过程金属棒c产生的焦耳热为mgh C．绝缘棒a与金属棒b碰后瞬间金属棒b的速度大小为 D．金属棒c的初始位置距离磁场边界 de的最小距离为 【答案】ACD 【详解】C．a下滑机械能守恒 得碰前速度 a、b质量均为m，弹性碰撞交换速度，因此碰后：，，故C正确； A．b进入磁场后，b、c系统动量守恒最终共速（恰好不碰撞时共速），由动量守恒定律 得 对b用动量定理 代入得 ，故A正确； B．总焦耳热等于系统动能损失 b、c电阻相等，串联分压，故，故B错误； D．电荷量满足 联立 得 ，故D正确。 故选ACD。 【变式4-1】（2026·江西宜春·二模）（多选）某电梯研发实验室设计了一套竖直电梯电磁制动测试系统，简化如图所示，两平行的光滑金属导轨竖直固定于电梯井道内，导轨间距为、足够长且电阻忽略不计，条形匀强磁场的宽度为，磁感应强度大小为、方向与导轨平面垂直。长度为的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型制动单元，总质量为，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为的电流（由外接恒流源产生，图中未画出），线框的边长为，电阻为，下边与磁场区域上边界重合。现将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度为。则（　　） A．装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热 B．线框刚离开磁场下边界时的速度大小为 C．线框第一次穿越磁场区域所需的时间 D．经过足够长时间，装置做稳定的往复运动，其往返一次所需的时间 【答案】BD 【详解】A．设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，线框克服安培力所做的功为，根据动能定理有 解得 根据功能关系可知，A错误。 B．设线框刚离开磁场下边界时的速度大小为，从线框刚离开磁场下边界到导体棒返回的过程中，根据动能定理有 解得 C．设线框第一次穿越磁场区域的过程中，线框中的平均感应电流为，对线框根据动量定理有 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得 解得，C错误。 D．由于线框穿越磁场的过程中会使装置损失机械能，所以线框在开始的一段时间内每次返回的高度都比前一次低一些 经过足够长时间后，线框上边将在磁场区域下边界与下面某位置之间做往复运动 线框只受重力作用 运动学关系， 导体棒进入磁场后，匀减速至0，则 又 往返一次总时间 解得，D正确。 故选BD。 【变式4-2】（2026·安徽合肥·三模）（多选）如图所示，两水平放置的足够长光滑金属导轨间距，导轨处于竖直向上磁感应强度大小的匀强磁场中，两导体棒b、c均静置在导轨上且相距足够远。现让b棒左侧处的导体棒a以初速度开始水平向右运动，a棒与b棒发生弹性碰撞，三根导体棒最终达到稳定状态。已知三棒的质量均为，长度均为，电阻均为，三根导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．a棒与b棒碰前，b、c两棒的加速度之比为1∶1 B．从a棒开始运动到与b棒相碰的过程中，流过a棒的电荷量为 C．a棒与b棒碰撞前瞬间，c棒速度大小为 D．整个过程b棒产生的焦耳热为 【答案】AD 【详解】A．a棒与b棒碰前，、两棒并联，流过两棒的电流 由牛顿第二定律 得加速度表达式 因、、、均相同，故，A正确。 B．由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势 由闭合电路欧姆定律得平均电流 总电阻 流过棒的电荷量 代入数据解得，B错误。 C．对棒，由动量定理 代入、、、，解得，C错误。 D．全过程分为两个阶段： 棒从初始运动至与棒碰撞，为电源，、并联，焦耳热分配满足 此阶段总焦耳热，得 、弹性碰撞后，为电源，、并联，焦耳热分配满足 此阶段总焦耳热，得 整个过程棒产生的焦耳热，D正确。 故选AD。 链接高考 A B C LOREM LOREM LOREM 1．（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 。 2．（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。 3．（2017·全国I卷·高考真题）为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A．B．C．D． 【答案】A 【详解】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。 A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作用而很快停下来，故A正确； B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B错误； C．薄板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C错误； D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 4．（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。 5．（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。 6．（2024·浙江·高考真题）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故 其中L代表线圈的自感系数，有 在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意 则 根据电阻定律有 联立解得 A，V 则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。 故选D。 7．（2023·全国乙卷·高考真题）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　）       A．图（c）是用玻璃管获得的图像 B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 【答案】A 【详解】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确； B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误； C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误； D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。 故选A。 8．（2025·湖南·高考真题）（多选）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。 9．（2025·江西·高考真题）（多选）如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，速率恒为，宽为的区域存在与传送带平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为、质量为m、电阻为R的正方形线框置于传送带上，进入磁场前与传送带保持相对静止，线框边刚离开磁场区域时的速率恰为。若线框或边受到安培力，则其安培力大于。线框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数，边始终平行于，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A．线框速率的最小值为 B．线框穿过磁场区域产生的焦耳热为 C．线框穿过磁场区域的时间为 D．边从进入到离开磁场区域的时间内，传送带移动距离为 【答案】AD 【详解】A．在边进入磁场而边未进入磁场的过程中，线框受到沿传送带平面向上的安培力和沿传送带平面向下的重力分力。若线框相对传送带滑动，则滑动摩擦力为，而，故 已知线框受到的安培力 即 因此线框将相对传送带向上滑动，滑动摩擦力方向沿传送带平面向下。线框在沿传送带平面的安培力、重力分力、摩擦力作用下做减速运动。在边进入磁场到边离开磁场的过程中，因线框速度小于传送带速度，故其所受滑动摩擦力方向沿传送带平面向下。又因线框不受安培力，所以其在沿传送带平面的滑动摩擦力和重力分力作用下做匀加速直线运动。综上分析可知，当边刚进入磁场时，线框有最小速度。设线框加速度为，根据牛顿第二定律有 边离开磁场时速度恰好为，则有 联立解得，故A正确； B．在边进入磁场到边进入磁场的过程中，由动能定理有 则该过程产生的焦耳热 在边离开磁场到边离开磁场的过程中，线框产生的焦耳热也为。因此，线框穿过磁场区域产生的焦耳热为，故B错误； C．设边进入磁场到边进入磁场的时间为，根据闭合电路欧姆定律得 根据动量定理有 设边进入磁场到边离开磁场的时间为，有 因为边离开磁场到边离开磁场所用时间也为，所以线框穿过磁场区域的总时间 联立解得，故C错误； D．边从进入到离开磁场区域的时间 该段时间内传送带移动的距离，故D正确。 故选AD。 10．（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，过P点的虚线上方存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。则（   ） A．圆环中感应电流始终绕O逆时针流动 B．OP与虚线平行时圆环中感应电流最大 C．圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同 D．圆环在磁场内且OP与虚线垂直时环中感应电流最大 【答案】BC 【详解】A．在圆环进入磁场的过程中圆环中感应电流绕O逆时针流动，圆环出磁场的过程中圆环中感应电流绕O顺时针流动，故A错误； BCD．由几何关系可知圆环进入磁场的过程中，圆环的圆心轨迹是以P点为圆心且半径与圆环的半径大小相等的圆，则圆环切割磁感线的有效长度为l = 2rcos(90°－ωt)，其中ω为圆环匀速转动的角速度，90°－ωt为OP与虚线的夹角 则金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动产生的感应电动势瞬时值为 化简得e = Bωr2[1－cos(2ωt)] 可见OP与虚线平行时即ωt = 90°或270°圆环中感应电流最大；分析可知当环转动一圈的过程中，圆环中的感应电流先逆时针增大再减小，后顺时针增大再减小，故圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同；而圆环在磁场内且OP与虚线垂直时ωt = 180°此时环中感应电流为零，故BC正确、D错误。 故选BC。 11．（2025·广东·高考真题）科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 (1)量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 (2)磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 【答案】(1) 0.58 (2) 最小 0.48 30 【详解】（1）①[1]由题知，电源内阻不计、电流表内阻不计，则当滑动变阻器的阻值为零时，电路中有最大电流 ②[2]由于电路中最大电流为0.58A，则电流表应选择0 ~ 0.6A量程，根据电路图实物图连线如下 （2）①[1]滑动变阻器RP的滑片P置于b端时滑动变阻器的电阻最大，电路中的电流最小，保护电路安全。 ②[2]电流表读数为0.48A。 ③[3]根据题图中数据可知B−I图线斜率为 12．（2021·上海·高考真题）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示． (1)在实验中需保持不变的是( ) A．挡光片的宽度 B．小车的释放位置 C．导轨倾斜的角度 D．光电门的位置 (2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线． ( ) 【答案】(1) A，D (2)见图 【详解】试题分析：根据法拉第电磁感应定律，本实验中，E- 图线是直线，说明n和△是定值，而△=△B﹒S，要△B不变，要求光电门的位置（相对于线圈）和挡光片的宽度不变． 解：（1）改变小车的释放位置或导轨倾斜的角度可以改变时间△t，因为，d是挡光片的宽度，v是挡光片通过光电门时的速度，，其中θ为导轨倾斜的角度，s为小车的释放位置到光电门的距离，由小车的释放位置决定． （2）根据，线圈匝数增加一倍后，感应电动势增加一倍，电压传感器读数增加一倍．如点（3，2）变为（3，4），点（10，6）变为（10，12），连接（3，4）和（10，12）两点即可得到新的图线，见答案． 故答案为（1）A，D （2）见图 考点：实验中常用仪器及其正确操作方法；法拉第电磁感应定律． 点评：本题考查“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验的实验原理和实验步骤及数据处理（图象）等．考查实验，不是照抄教科书的实验器材和步骤，教科书用的是微安表，本题用电压传感器，体现了课程标准的新理念，教科书用人手动磁铁，本题用倾斜的导轨使磁铁运动，并且用光电门测时间．老实验：研究电磁感应，新器材：电压传感器、光电门，新思路：选择不变量（同时也就选择了可变量），画新图：改变匝数后的E-1/△t图线，正可谓：推陈出新，新胜于陈．只有在不看答案的情况下做题，才能体验到题目的妙处． 13．（2025·四川·高考真题）如图所示，长度均为s的两根光滑金属直导轨MN和PQ固定在水平绝缘桌面上，两者平行且相距l，M、P连线垂直于导轨，定滑轮位于N、Q连线中点正上方h处。MN和PQ单位长度的电阻均为r，M、P间连接一阻值为的电阻。空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。过定滑轮的不可伸长绝缘轻绳拉动质量为m、电阻不计的金属杆沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。零时刻，金属杆位于M、P连线处。金属杆在导轨上时与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小为g。 (1)金属杆在导轨上运动时，回路的感应电动势； (2)金属杆在导轨上与M、P连线相距d时，回路的热功率； (3)金属杆在导轨上保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属杆在导轨上运动时，切割磁感线，产生感应电动势 （2）金属杆运动距离d时，电路中的总电阻为 故此时回路中的总的热功率为 （3）设金属杆保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程为，此时刚好将要脱离导轨，此时绳子拉力为T，与水平方向的夹角为 ，对金属杆根据受力平衡可知， 根据位置关系有 同时有， 联立解得 14．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框，置于始终竖直向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边中点位于磁场边界。导体框的质量，电阻、边长。磁感应强度B随时间t连续变化，内图像如图（b）所示。导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向。 (1)求时边受到的安培力大小F； (2)画出图(b)中内图像（无需写出计算过程）； (3)从开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，求ad边离开磁场时的速度大小。 【答案】(1)0.015N (2) (3)0.01m/s 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律可知，内线框中的感应电流大小为 由图（b）可知，时磁感应强度大小为 所以此时导线框的安培力大小为 （2）内线框内的感应电流大小为，根据楞次定律及安培定则可知感应电流方向为顺时针，由图（c）可知内的感应电流大小为 方向为逆时针，根据欧姆定律可知内的感应电动势大小为 由法拉第电磁感应定律 可知内磁感应强度的变化率为 解得时磁感应强度大小为 方向垂直于纸面向里，故的磁场随时间变化图为 （3）由动量定理可知 其中 联立解得经过磁场边界的速度大小为 15．（2025·天津·高考真题）轴向磁通风力发电机在新能源领域中有广泛应用，其原理可简化为一圆盘发电机。如图所示，发电机的中心轴为固定不动的圆柱，一外半径为、厚度均匀的环形导体盘套在轴上，接触良好并可绕轴转动，导体盘轴线与中心轴的轴线重合。整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。在风力的作用下，导体盘以角速度匀速转动，导体盘的内、外缘为发电机的两个电极。两极接在外电阻两端后，导体盘上各处均有沿半径流动的电流。 (1)磁场方向与导体盘转动方向如图所示，试判断导体盘的外缘是发电机的正极还是负极； (2)若外电阻阻值为R，导体盘电阻忽略不计、内半径为l，通过导体盘上相同圆心角区域内的电流相同。求作用在导体盘上圆心角为区域（很小，可视为导体棒）上的安培力大小F与的关系式； (3)若外电阻阻值忽略不计，导体盘电阻不可忽略，距离轴线为r处的电阻率与r成正比，比例系数为k，即，导体盘厚度为d、内半径大小可调。求导体盘发热功率最大时内半径的大小。 【答案】(1)正极 (2) (3) 【详解】（1）根据右手定则可知导体盘的外缘是发电机的正极。 （2）设导体盘上圆心角为的区域切割磁场的平均速度为v，有 设导体盘的电动势为E，由法拉第电磁感应定律，有 设回路中的总电流为I，由闭合电路的欧姆定律，有 设导体盘上圆心角为区域的电流为，则 作用在导体盘上圆心角为区域上的安培力大小为 联立上述各式，得 （3）如图所示 设距离轴线为r处的沿半径方向的微小长度为、横截面积为的导体电阻为，有 设导体盘的内半径大小为x、圆心角为区域的电阻为，有 设导体盘的电阻为，则 设内半径为x时导体盘的电动势为，可知 设导体盘发热功率为P，有 联立上述式子联立可得 根据数学求导部分知识可得当时，导体盘发热功率最大。 1 学科网（北京）股份有限公司 $