专题18 电磁感应综合运用-2025-2026两年高考物理分类解析

**基本信息** 2025-2026年高考物理真题电磁感应专题分类解析，精选河北、江苏等多省典型真题，聚焦综合运用，强化物理观念与科学思维 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|1题（河北卷10题）|电磁感应、简谐运动、运动学综合|以双磁场区域导体棒运动为情境，考查B-x变化下的动态分析| |非选择题|5题（12-16分）|安培力、感应电动势、能量守恒、电路综合|扫地机器人悬浮驱动（江苏卷）、磁力耦合器（江苏卷）等科技情境，分层设计多过程问题，契合高考对实际应用与综合能力的考查趋势|

2025-2026两年高考物理真题分类解析 专题18 电磁感应的综合运用 2026年高考物理真题 1. （2026高考物理河北卷第10题）如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为 ，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为I 的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为 ，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的 点为坐标原点，沿导轨方向建立 坐标轴，两磁场的磁感强度大小B仅随坐标 变化，且满足，式中为已知常量。t=0时，一根质量为m，导轨间电阻为R的导体棒以初速度从 处向右运动；时，导体棒第一次到达x=处，且速度为0，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒做简谐运动 B. 初速度 C. 若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为 D. 若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动 答案 AB 解析 根据，作出B-x图像如图。 根据题意可知，在区域，导体棒所受安培力大小 F=BIL=2Ix 由左手定则可判断出安培力方向始终指向x=0处，令2I=k，则导体棒所受合外力满足F=kx 同理，在0区域，导体棒所受合外力也满足F=kx 则在 区域，导体棒做简谐运动，A正确； 导体棒从x=0到x=过程，根据动能定理，·=0. 其中==， 联立解得=，B正确。 对于简谐运动，从平衡位置运动到最大位移处所用时间t== 简谐运动圆频率 =， 解得=. 由于与初速度无关，所以若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为0所需时间不变，仍为，C错误； 若初速度变为，由动能定理，·=. 将==，代入解得v= 根据对称性可知，导体棒从x=处运动到x=L处克服安培力做功·=<, 即导体棒运动到x=L处速度不为零，导体棒将继续向右运动离开磁场，故导体棒不会以两磁场交界线为中心做往复运动，D错误。 2．（12分）（2026高考物理江苏卷第4题）扫地机器人可利用磁场对通电线圈的安培力实现悬浮与驱动。如图，一扫地机器人内含abcd、a’b’c’d’两矩形线框，其中a’b’c’d’为平衡框，用于保持悬浮，abcd为驱动框，用于提供向前的动力。上下两导线中通电后，其间形成的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。每个框都有一条边长为L并嵌入金属芯，金属芯使得该边处磁场的磁感应强度变为原来的k（k>1）倍。两线框通过绝缘杆固定连接，总质量为m，运动过程中线框整体受到的摩擦阻力大小恒定，导线和线框均始终在同一竖直平面内，且线框的上下边与导线始终水平。 （1）为了使线框整体悬浮，求a’b’c’d’框中的电流的大小和方向； （2）若线框向右运行速度大小为，求ab边的感应电动势； （3）若线框以速度大小在水平方向上匀速运动，某时刻保持电流大小不变，仅将动力线框abcd中的电流反向，线框在安培力和阻力作用下做匀减速直线运动，经过位移s后停止，求整个减速过程，动力线框cd边所受安培力的平均功率P。 解析 （1）为了使线框整体悬浮，竖直方向由平衡条件， kBIL-BIL=mg 解得 I= 由左手定则可知，电流方向为逆时针。 （2）若线框向右运行速度大小为，ab边的感应电动势=BL； （3）若线框以速度大小在水平方向上匀速运动，设cd边所受安培力大小为F，则ab边所受安培力大小为F/k，则有 F-F/k=f， 保持电流大小不变，仅将动力线框abcd中的电流反向，线框在安培力和阻力作用下做匀减速直线运动， 由牛顿第二定律，f+F-F/k=ma 又 =2as 联立解得 F= 平均速度v= 动力线框cd边所受安培力的平均功率P=Fv= 3. （2026高考四川卷第14题）．（12分） 如图所示，两根相距的平行金属长导轨EH、FG与金属杆EF固定连接成U形框。U形框质量为m，电阻不计，静止在水平绝缘桌面上，与桌面间动摩擦因数为μ。劲度系数为k的绝缘轻弹簧一端连接杆EF的中点，另一端与墙壁相连，弹簧水平且处于原长。导轨上静置一质量为m，电阻为R的光滑金属杆JK。空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为小为B。现使杆JK在水平向右的外力作用下做匀速直线运动。杆JK始终与导轨垂直且接触良好，弹簧始终与杆EF垂直且在弹性限度内，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度大小为g。 （1）求形框所受最大静摩擦力的大小； （2）若弹簧保持原长，求杆JK做匀速直线运动速度的最大值； （3）若杆JK运动速度大小为v，当弹簧伸长量为时外力功率最小，求此时U形框的速度大小和外力功率的最小值。 【答案】（1）2μmg （2） （3）， 解析 （1）金属棒JK与U形框的总质量为2m，U形框受到的支持力N=2mg， 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，所以U形框所受最大静摩擦力的大小为f=μN=2μmg。 （2）设JK杆做匀速直线运动速度的最大值为 由法拉第电磁感应定律，JK杆中产生的感应电动势E=， JK杆中感应电流I=E/R= 所受安培力=BIl= 达到最大速度，F=，联立解得= （2） 设U形框的速度为u，若金属杆JK运动速度大小为v，则金属杆JK与U形框的相对速度为v-u，金属杆JK中产生的感应电动势E=， JK杆中感应电流I=E/R=， 所受安培力=BIl=， 由牛顿第三定律，U形框EF边受到向右的安培力， 外力功率最小，金属杆匀速运动，由平衡条件F= 外力 F=k+2μmg 解得 u= v- 外力功率的最小值P=Fv= 2025年高考物理真题 1．（2025高考江苏卷）（15分）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据题意可知，转动时的线速度为 则ab产生的感应电动势（2分） （2）根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为 感应电流为 转子转动的周期为 则abcd转一圈产生的热量 （5分） （3）结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为 又有 解得 则电流改变方向的时间为 则电流的周期为（8分） 2． （2025高考黑吉辽蒙卷）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 【解析】（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 3. （2025高考四川卷）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） 【解析】（1）金属杆在导轨上运动时，切割磁感线回路产生的感应电动势E=Blv。 （2）此时回路的总电阻R=2dr+2sr，回路的热功率P=E2/R= （3）设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为x，此时刚好将要脱离导轨，金属杆只受重力mg、绳子拉力T和安培力F=BIl，绳子与水平方向的夹角θ满足tanθ= 由共点力平衡条件，BIltanθ-mg， 其中I=, 解得x=。 4．（16分）(2025高考山东卷)如图所示，平行轨道的间距为L，轨道平面与水平面夹角为α，二者的交线与轨道垂直，以轨道上O点为坐标原点，沿轨道向下为x轴正方向建立坐标系。轨道之间存在区域I、Ⅱ，区域I（−2L ≤ x < −L）内充满磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场；区域Ⅱ（x ≥ 0）内充满方向垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度大小B1 = k1t+k2x，k1和k2均为大于零的常量，该磁场可视为由随时间t均匀增加的匀强磁场和随x轴坐标均匀增加的磁场叠加而成。将质量为m、边长为L、电阻为R的匀质正方形闭合金属框epqf时放置在轨道上，pq边与轨道垂直，由静止释放。已知轨道绝缘、光滑、足够长且不可移动，磁场上、下边界均与x轴垂直，整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为g，不计自感。 (1)若金属框从开始进入到完全离开区域I的过程中匀速运动，求金属框匀速运动的速率v和释放时pq边与区域I上边界的距离s； (2)金属框沿轨道下滑，当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时（t = 0），此时金属框的速率为v0，若，求从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，ef边移动的距离d。 【答案】(1)， (2) 【解析】（1）金属框从开始进入到完全离开区域I的过程中，金属框只有一条边切割磁感线，根据楞次定律可得，安培力水平向左，则 切割磁感线产生的电动势 线框中电流 线框做匀速直线运动，则 解得金属框从开始进入到完全离开区域I的过程的速率 金属框开始释放到pq边进入磁场的过程中，只有重力做功，由动能定理可得 可得释放时pq边与区域I上边界的距离（6分） （2）当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时（t = 0），设线框ef边到O点的距离为s时，线框中产生的感应电动势，其中 此时线路中的感应电流 线框pq边受到沿轨道向上的安培力，大小为 线框ef边受到沿轨道向下的安培力，大小为 则线框受到的安培力 代入 化简得 当线框平衡时，可知此时线框速率为0。 则从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，根据动量定理可得 即 对时间累积求和可得 可得 （10分） 1 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026两年高考物理真题分类解析 专题18电磁感应的综合运用 2026年高考物理真题 1.(2026高考物理河北卷第10题)如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝 缘水平面上，间距为L，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为I的恒流源， 电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为L，左侧 磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的O点为 坐标原点，沿导轨方向建立x坐标轴，两磁场的磁感强度大小B仅随坐标x变 化， 且满足B= 2 0si3 2B1- ,式中B为已知常量。t=0时，一根质 L, 量为m,导轨间电阻为R的导体棒以初速度Vo从x=0处向右运动：t=to时，导 体棒第一次到达=2处，且速度为0，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好 且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法 正确的是（) 恒流源 A.导体棒做简谐运动 B.初速度Vo= BoIL2 2m C若初速变变为05，则导体株的运废培次变为0所需时间为号， D.若初速度变为1.5Vo,则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动 2.(12分)（2026高考物理江苏卷第4题)扫地机器人可利用磁场对通电线 圈的安培力实现悬浮与驱动。如图，一扫地机器人内含abcd、ab'cd两矩形线 框，其中ab'cd'为平衡框，用于保持悬浮，abcd为驱动框，用于提供向前的动 力。上下两导线中通电后，其间形成的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小 为B,方向垂直纸面向里。每个框都有一条边长为L并嵌入金属芯，金属芯使 得该边处磁场的磁感应强度变为原来的k(k>1)倍。两线框通过绝缘杆固定连 接，总质量为，运动过程中线框整体受到的摩擦阻力大小恒定，导线和线框 均始终在同一竖直平面内，且线框的上下边与导线始终水平。 23 L BX X × X × × × × × d' × ×金属芯E × × 金属芯 × X b C X (1)为了使线框整体悬浮，求ab'cd框中的电流I的大小和方向： (2)若线框向右运行速度大小为V1,求b边的感应电动势E1: (3)若线框以速度大小o在水平方向上匀速运动，某时刻保持电流大小不变， 仅将动力线框abcd中的电流反向，线框在安培力和阻力作用下做匀减速直线运 动，经过位移s后停止，求整个减速过程，动力线框cd边所受安培力的平均功 率P。 3.(2026高考四川卷第14题)，(12分) 如图所示，两根相距I的平行金属长导轨EH、FG与金属杆EF固定连接成U形 框。U形框质量为，电阻不计，静止在水平绝缘桌面上，与桌面间动摩擦因 数为μ。劲度系数为k的绝缘轻弹簧一端连接杆EF的中点，另一端与墙壁相连， 3 弹簧水平且处于原长。导轨上静置一质量为m,电阻为R的光滑金属杆JK。空 间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为小为B。现使杆K在水平向右 的外力作用下做匀速直线运动。杆JK始终与导轨垂直且接触良好，弹簧始终与 杆EF垂直且在弹性限度内，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加 速度大小为g。 个B E dQ0QQ0200220, (1)求U形框所受最大静摩擦力的大小； (2)若弹簧保持原长，求杆K做匀速直线运动速度的最大值： (3)若杆JK运动速度大小为ⅴ，当弹簧伸长量为时外力功率最小，求此时U 形框的速度大小和外力功率的最小值。 4 2025年高考物理真题 1.(2025高考江苏卷)(15分)圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分 组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴O0转动。外转子半径为， 由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R,直边的长度均为L, 与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向 磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度®匀速转动，某 时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 B 外转子 外转子 O' 内转子 XX 甲 (1)若内转子固定，求b边产生感应电动势的大小E; (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q: (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为1，求 线圈abcd中电流的周期T。 2.(2025高考黑吉辽蒙卷)如图(a),固定在光滑绝缘水平面上的单匝正 方形导体框abcd,置于始终竖直向下的匀强磁场中，ad边与磁场边界平行， ab边中点位于磁场边界。导体框的质量m=1kg,电阻R=0.52、边长L=lm。 磁感应强度B随时间t连续变化，0~1s内B-t图像如图(b)所示。导体框中 的感应电流1与时间t关系图像如图(c)所示，其中0~1s内的图像未画出，规 定顺时针方向为电流正方向。 个BT ◆I/A 0.3 ×× 0.2 0 0.1 1.0 2.0於 01 1.0 2.0ts -0.2 图(a 图b) 图(c) (1)求t=0.5s时ad边受到的安培力大小F; (2)画出图(b)中1~2s内B-t图像（无需写出计算过程）： (3)从t=2s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%=0.1m/s 求ad边离开磁场时的速度大小”。 3.(2025高考四川卷)如图所示，长度均为5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1，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。MW和PQ单位长度的电阻均为r,M、P间连接 一阻值为2s”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 6 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9。 (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。 4.(16分)(2025高考山东卷)如图所示，平行轨道的间距为L,轨道平面与水 平面夹角为，二者的交线与轨道垂直，以轨道上O点为坐标原点，沿轨道向 下为轴正方向建立坐标系。轨道之间存在区域1、Ⅱ，区域！(-2L≤x<-L) 内充满磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场：区域Ⅱ(×≥0)内充 满方向垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度大小B,=k+kX,k和k2均为大 于零的常量，该磁场可视为由随时间t均匀增加的匀强磁场和随×轴坐标均匀增 加的磁场叠加而成。将质量为、边长为L、电阻为R的匀质正方形闭合金属框 ep时时放置在轨道上，pg边与轨道垂直，由静止释放。己知轨道绝缘、光滑、 足够长且不可移动，磁场上、下边界均与x轴垂直，整个过程中金属框不发生 形变，重力加速度大小为9，不计自感。 D 个B S q 区域I L L 个B、 区域Π (1)若金属框从开始进入到完全离开区域丨的过程中匀速运动，求金属框匀速运 动的速率v和释放时pq边与区域I上边界的距离5； (2)金属框沿轨道下滑，当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时(t=O)，此时金属 k=mgRsina 框的速率为vo,若 kL，求从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中， ef边移动的距离d。 9 OL 台 EI EL 台 9L