第34讲 电磁感应中的电路和图像问题 专项训练-2027届新高考高三物理第一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁感应中电路与图像问题，通过分层设计实现基础巩固与能力提升，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电路问题|4题|含双环感应、圆环进磁场等模型，涉及电动势计算、电势差分析|从电磁感应定律到电路欧姆定律的应用链，突出电源等效与电路分析| |图像问题|7题|涵盖B-t、I-t、F-t等图像识别与绘制，涉及楞次定律判断|通过磁场变化率与感应电流、安培力的关联，构建“物理过程-数学表达-图像表征”逻辑链|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第34讲 电磁感应中的电路和图像问题 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电磁感应中的电路问题 1．（2025高三·全国·专题练习）如图所示是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，连接处电阻不计，匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为，则、两点间的电压为（　　） A． B． C． D． 2．（24-25高三上·陕西·期末）如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（）时，a、b两点的电势差为（　　） A． B． C． D． 3．（24-25高三下·重庆·阶段检测）如图所示，线圈匝数为，横截面积为，线圈电阻为，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为，两个电阻的阻值均为。下列说法正确的是（　　） A．电容器上极板带负电 B．通过线圈的电流强度为 C．电容器所带的电荷量为 D．电容器所带的电荷量为 4．（2025·安徽合肥·模拟预测）（多选）如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L=0.1m的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻。导轨上垂直放置着金属棒ab，其接入电路的电阻r=0.2Ω。当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时（　　） A．ab棒所受安培力大小为0.02N B．N、Q间电压为0.12V C．a端电势比b端电势低 D．回路中感应电流大小为1A 题型2　电磁感应中的图像问题 5．如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离    (   ) A． B． C． D． 6．（24-25高三下·重庆·阶段检测）（多选）如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（D>L）、方向竖直向下的有界匀强磁场。在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小，以Uab表示线框a、b两点间的电势差，以I表示通过线框的电流，以P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中一定不正确的是（　　） A． B． C． D． 7．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道上自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度匀速穿过磁场区，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，则感应电流图像正确的是（时间单位为） A． B． C． D． 8．（25-26高三下·广东·期末）如图甲所示，由同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，处在垂直于线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，取垂直于线圈平面向外为磁感应强度正方向，顺时针方向为感应电流正方向，水平向右为安培力正方向。则下列关于线圈中的感应电流、线圈边所受的安培力随时间变化的关系图像，可能正确的是（     ） A． B． C． D． ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9．（24-26高三上·湖北·期末）（多选）将一均匀导线围成一圆心角为的扇形导线框，其中，圆弧的圆心为点，将导线框的点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小均为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为。从时刻开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿方向的电流为正，则线框中的电流随时间变化的规律描绘不正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（24-25高三下·四川·期末）（多选）如图甲所示，一个矩形金属框ABCD通过细杆悬挂在竖直平面内，悬点P为AB边中点。金属框边AB水平，平行AB边的虚线EF下方存在有随时间变化的匀强磁场，磁场范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）。若金属框的重量忽略不计，规定金属框所受安培力向上为正方向，时起，金属框所受安培力F随时间t的变化图像如图乙所示。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，则时刻起磁感应强度B随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（25-26高三上·北京·期末）如图所示，光滑水平面上有一个由均匀电阻丝做成的正方形线框。线框的边长为L，质量为m，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的初速度v进入磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场区域。线框能完全进入磁场，且线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。求： （1）cd边刚进入磁场时，线框中感应电流I的大小及c、d两点的电势差U； （2）若ab边进入磁场时的速度为v′，则线框在进入磁场的过程中最大的加速度a及产生的焦耳热Q； （3）线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量q。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第34讲 电磁感应中的电路和图像问题 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电磁感应中的电路问题 1．（2025高三·全国·专题练习）如图所示是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，连接处电阻不计，匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为，则、两点间的电压为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】、间的电压等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的，故、间电压为 故选B。 2．（24-25高三上·陕西·期末）如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（）时，a、b两点的电势差为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】当圆环运动到图示位置，圆环切割磁感线的有效长度为，此时ab段产生的感应电动势为 线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差由欧姆定律得 故选C。 3．（24-25高三下·重庆·阶段检测）如图所示，线圈匝数为，横截面积为，线圈电阻为，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为，两个电阻的阻值均为。下列说法正确的是（　　） A．电容器上极板带负电 B．通过线圈的电流强度为 C．电容器所带的电荷量为 D．电容器所带的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由楞次定律知，电容器上极板带正电，A错误； B．因 故B错误； CD．又 C错误，D正确； 故选D。 4．（2025·安徽合肥·模拟预测）（多选）如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L=0.1m的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻。导轨上垂直放置着金属棒ab，其接入电路的电阻r=0.2Ω。当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时（　　） A．ab棒所受安培力大小为0.02N B．N、Q间电压为0.12V C．a端电势比b端电势低 D．回路中感应电流大小为1A 【答案】AB 【详解】AD．ab棒产生的电动势为 回路中感应电流大小为 ab棒所受安培力大小为，故A正确，D错误； B．N、Q之间的电压为，故B正确； C．金属棒向左做匀速运动，由右手定则可知a端电势比b端电势高，故C错误。 故选AB。 题型2　电磁感应中的图像问题 5．如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离    (   ) A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由楞次定律可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场，即螺线管中电流应增大；而螺线管中的电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，故A正确，BCD错误． 6．（24-25高三下·重庆·阶段检测）（多选）如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（D>L）、方向竖直向下的有界匀强磁场。在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小，以Uab表示线框a、b两点间的电势差，以I表示通过线框的电流，以P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中一定不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】ABD 【详解】设线框做匀速直线运动的速度为v，线框的总电阻为R，线框进入磁场过程中有，，， 所以，， 当线框全部进入磁场后，感应电流为零，安培力为零，外力为零，拉力的功率为零，而 当线框离开磁场过程中，有，， 故选ABD。 7．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道上自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度匀速穿过磁场区，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，则感应电流图像正确的是（时间单位为） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】bc边的位置坐标x从0~L的过程中，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿，为正值。线框bc边有效切线长度为 感应电动势为 随着t均匀增加，E均匀减小，由于感应电流，所以感应电流均匀减小。同理，x从的过程中，ad边切割，根据楞次定律判断出感应电流方向沿，为负值，感应电流仍均匀减小，故ABD错误，C正确。 故选C。 8．（25-26高三下·广东·期末）如图甲所示，由同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，处在垂直于线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，取垂直于线圈平面向外为磁感应强度正方向，顺时针方向为感应电流正方向，水平向右为安培力正方向。则下列关于线圈中的感应电流、线圈边所受的安培力随时间变化的关系图像，可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为 则图像的斜率与线框面积的乘积代表感应电动势，可见、、时，感应电动势最大，感应电流最大；、时，感应电动势为0，感应电流为0。 根据楞次定律可知，、电流沿顺时针方向，电流沿逆时针方向，故A错误，B正确； C．由图乙可知 求导可知 ab边安培力大小为 可见F的变化周期为，故C错误； D．根据电流方向及左手定则可知，时间内，ab边安培力方向向右，F为正，故D错误； 故选B。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9．（24-26高三上·湖北·期末）（多选）将一均匀导线围成一圆心角为的扇形导线框，其中，圆弧的圆心为点，将导线框的点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小均为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为。从时刻开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿方向的电流为正，则线框中的电流随时间变化的规律描绘不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】ACD 【详解】在0～t0时间内，线框沿逆时针方向从图示位置开始（t=0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为 E1=BωR2 由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为 根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向（沿ONM方向）． 在t0～2t0时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿OMN方向）。回路中产生的感应电动势为 感应电流为 I2=3I1 在2t0～3t0时间内，线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向（沿ONM方向），回路中产生的感应电动势为 感应电流为 I3=3I1 在3t0～4t0时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿OMN方向），回路中产生的感应电动势为 E4=BωR2 回路电流为 I4=I1 故B正确，ACD错误。 故选ACD。 10．（24-25高三下·四川·期末）（多选）如图甲所示，一个矩形金属框ABCD通过细杆悬挂在竖直平面内，悬点P为AB边中点。金属框边AB水平，平行AB边的虚线EF下方存在有随时间变化的匀强磁场，磁场范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）。若金属框的重量忽略不计，规定金属框所受安培力向上为正方向，时起，金属框所受安培力F随时间t的变化图像如图乙所示。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，则时刻起磁感应强度B随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．在一个周期内，安培力F先正向线性增大，再反向线性减小，且增大时的变化率比减小时的变化率大；根据左手定则可知，线圈内的磁通量垂直纸面向外时，感应电流先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，由楞次定律可知，磁通量先增大后减小，则磁感应强度先增大后减小；由可知，顺时针的电流大于逆时针的电流，由，可知前者的磁感应强度的变化率大于后者的变化率，故A错误，B正确； CD．根据左手定则可知，线圈内的磁通量垂直纸面向里时，感应电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，由楞次定律可知，磁通量先增大后减小，则磁感应强度先增大后减小；由可知，逆时针的电流大于顺时针的电流，则前者的磁感应强度的变化率大于后者的变化率，故C错误，D正确。 故选BD。 11．（25-26高三上·北京·期末）如图所示，光滑水平面上有一个由均匀电阻丝做成的正方形线框。线框的边长为L，质量为m，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的初速度v进入磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场区域。线框能完全进入磁场，且线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。求： （1）cd边刚进入磁场时，线框中感应电流I的大小及c、d两点的电势差U； （2）若ab边进入磁场时的速度为v′，则线框在进入磁场的过程中最大的加速度a及产生的焦耳热Q； （3）线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量q。 【答案】（1），；（2），；（3） 【详解】（1）cd边刚进入磁场时，线框产生的感应电动势为 E = BLv 根据闭合电路欧姆定律，线框感应电流的大小 c、d两点的电势差 U = （2）线框刚进入磁场的时的加速度最大，此时线框受到的安培力 根据牛顿第二定律有 根据能量守恒定律有 （3）根据法拉第电磁感应定律，此过程线框的平均感应电动势 根据闭合电路欧姆定律，线框的平均电流 通过线框导线横截面的电荷量 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $