微突破24 电磁感应现象中的电路和图像问题（专项训练）（全国通用） 2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦电磁感应中电路与图像问题，通过基础、重难、真题三级演练，系统覆盖电路分析、图像判断及实际应用，强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础演练|6题|电路结构分析、感应电动势计算|电磁感应规律→电路模型→能量转化| |电路问题|6题|旋转切割、双导轨、含容电路|楞次定律→右手定则→闭合电路欧姆定律| |图像问题|9题|i-t、Φ-x、F-t等图像判断|磁通量变化→感应电流方向→图像斜率与截距意义| |重难创新|3题|磁悬浮、风力磁感灯、电磁弹射|实际情境→物理模型→科学推理| |真题演练|2题|高考高频考点综合|知识整合→方法迁移→应试能力|

微突破24 电磁感应现象中的电路和图像问题 模拟·基础演练 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】B 4．【答案】D 5．【答案】D 6．【答案】D 7．【答案】B 8．【答案】D 9．【答案】D 10．【答案】C 11．【答案】B 12．【答案】A 13．【答案】C 14．【答案】A 15．【答案】CD 重难·创新演练 16．【答案】B 17．【答案】BD 18．【答案】BD 真题·实战演练 19．【答案】B 20．【答案】A 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 微突破24 电磁感应现象中的电路和图像问题 目录 模拟·基础演练 1 题型01 电磁感应中的电路问题 1 题型02 电磁感应中的图像问题 6 重难·创新演练 18 真题·实战演练 21 模拟·基础演练 考查重点：电磁感应中的电路问题和图像问题 ⏳题型01 电磁感应中的电路问题 1．（2025·重庆·三模）如图所示，三根完全相同的电阻丝一端连在一起并固定在转轴O上，另一端分别固定于导体圆环上的A、C、D点，并互成120°角，导体圆环的电阻不计。转轴的右侧空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，范围足够大，现让圆环绕转轴O顺时针匀速转动，在连续转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．A点的电势可能低于O点的电势 B．流过OA的电流方向始终不变 C．流过OA的电流大小始终不变 D．流过OA的电流大小有2个不同值 【答案】D 【详解】A．当OA在磁场中时，A为电源正极，O为电源负极，A点的电势高于O点的电势，当OA在磁场外时，电流从A到O，A点的电势高于O点的电势，故A错误； B．当OA在磁场中时，根据右手定则可知，电流从O到A，当OA在磁场外时，电流从A到O，故B错误； CD．如图所示 对于连续转动的不同时刻，电路有两种不同情形，图甲为只有一根电阻丝在磁场中的情形，图乙为两根电阻丝在磁场中的情形。两电路中的电动势相同，总电阻相同，所以总电流相同，但流过图甲中的一个电阻和图乙中的一个电源的电流均为总电流的一半，故流过OA中的电流大小有两个不同值，故C错误，D正确。故选D。 2．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图甲所示，两组平行金属导轨固定在同一水平面内，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1和R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻，在距磁场左边界d处，一长度为1.5d的均匀导体棒以v0的速度始终向右做匀速直线运动，直至通过磁场，棒在磁场左边界时与两组导轨同时接触。R1=R2=R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好，下列说法不正确的是  （     ） A．在的时间内，回路中的感应电动势为 B．在的时间内，回路产生的热量为 C．在的时间内，电阻R1产生的热量为 D．整个过程中，回路产生的热量为 【答案】D 【详解】A．在的时间内，磁场均匀增加，回路中的感应电动势为，故A正确； B．在的时间内，该过程中回路的电流为 因此该过程中回路产生的热量为，故B正确； C．在的时间内，导体棒切割磁感线，回路中的感应电动势为 和并联，流过两个电阻的电流均为 因此在此过程中电阻产生的热量为，故C正确； D．在的时间内，电阻和产生的总热量为 可知整个运动过程中，回路产生的总的热量，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 3．（2026·甘肃张掖·一模）如图所示，MN和PQ为水平固定的间距为L的足够长的光滑平行金属导轨，在P、M之间接有阻值为R的定值电阻甲，在N、Q之间接有阻值为2R的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一长为L、质量为m、电阻为R的导体杆ab与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知ab的速度减为零时还没有到达NQ．在ab杆运动的整个过程中（    ） A．通过电阻甲的电荷量为 B．通过电阻乙的电荷量为 C．回路中产生的总焦耳热为 D．ab杆中产生的焦耳热为 【答案】B 【详解】AB．对导体杆 应用动量定理，取向右为正方向，有 即 解得通过导体杆的总电荷量 电阻甲与电阻乙并联，通过两电阻的电流之比 则通过电阻甲的电荷量 通过电阻乙的电荷量 ，故A错误，B正确； C．根据能量守恒定律，回路中产生的总焦耳热等于导体杆动能的减少量，即 ，故C错误； D．外电路总电阻 导体杆电阻 ， 根据焦耳定律 ，在串联电路中热量与电阻成正比，故杆中产生的焦耳热与外电路产生的焦耳热之比为 所以杆中产生的焦耳热 ，故D错误。 故选B。 4．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为，两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的的变化规律满足（）。下列说法中正确的是（　　） A．流经电阻的电流方向由到 B．回路中的电流增大 C．电阻两端的电压为 D．时间内通过电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由楞次定律可得，正方形线框中感应电流为逆时针方向，故通过中电流方向为，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律可得，正方形线框中产生的感应电动势 回路中感应电流 可知电流大小不变，故B错误； C．两端电压，故C错误； D．时间内通过的电荷量，故D正确。故选D。 5．（25-26高三上·河南信阳·期末）如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1（0≤R1≤2R）。金属框内存在着竖直向下的匀强磁场。一长为L、电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动。金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是（　　） A．ABFE回路的电流方向为顺时针，ABCD回路的电流方向为逆时针 B．左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv C．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1=R时，导体棒两端的电压为 D．当滑动变阻器接入电路中的阻值时，滑动变阻器的电功率为 【答案】D 【详解】A．根据楞次定律可知，ABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针，故A错误； B．由图可知，左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率大小相同，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E=BLv，故B错误； C．当时，外电路总电阻，因此导体棒两端的电压即路端电压，故C错误； D．该电路电动势E=BLv，电源内阻为R，当滑动变阻器接入电路中的阻值时，干路电流为 滑动变阻器所在支路电流为，容易求得滑动变阻器的电功率为，故D正确。 故选D。 6．（25-26高三上·山东潍坊·期末）如图所示，竖直平面内有两个同心圆，圆心为O，外圆半径为，内圆半径为l、两同心圆之间的环形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场；沿外圆固定一闭合金属线框，一长度为的粗细均匀的导体棒一端位于O点，另一端与线框接触良好；电阻和电容器并联，用两根线通过铜片分别与导体棒O端和线框连接。已知导体棒接入电路的阻值与电阻的阻值均为R，电容器的电容为C，线框电阻不计。导体棒绕O点以角速度ω逆时针方向匀速转动，电容器未被击穿，则电容器的上极板带电情况为（   ） A．带正电、电荷量为 B．带负电、电荷量为 C．带正电，电荷量为 D．带负电，电荷量为 【答案】D 【详解】由右手定则可知，导体棒绕O点逆时针方向转动时，产生由到的电流，相当于电源的负极，故电容器上极板带负电。又导体棒转动时产生的感应电动势 感应电流电容器两端的电压电容器的上极板所带电荷量故选D。 ⏳题型02 电磁感应中的图像问题 7．（2026·河南新乡·模拟预测）如图所示，在平面直角坐标系中，边界OM与x轴正方向间的夹角为，其中，边界OM与间存在垂直纸面向外的匀强磁场，边界OM与间存在垂直纸面向里的匀强磁场，且两磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框abcd以恒定的速度沿x轴正方向运动并穿过磁场区域，运动过程中bc边始终平行于y轴。规定导线框中逆时针方向为电流的正方向。从刚进入磁场开始计时，下列能正确反映导线框中感应电流i随时间t变化的关系图像的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设导线框的速度大小为v，边长为l，总电阻为R，磁感应强度大小为B，bc边刚进磁场时产生的感应电流，由右手定则可判断出感应电流的方向为逆时针方向（正向）。在bc边切割磁感线的时间内，如图甲所示，bc边被边界OM分为be和ec两部分，其中， 两部分产生的感应电动势方向相反，则 可知电流随时间线性减小。当ad边刚好未进入磁场区域，bc边刚好完全进入右侧磁场区域时，电流变为 当导线框刚好全部进入磁场区域时，导线框中的感应电流突变为 导线框在磁场中运动直到导线框完全进入右侧磁场的这段时间内，导线框被边界分为左、右两部分，如图乙所示，这两部分都切割磁感线，且有效长度均为af，有 这两部分产生的感应电动势大小相等，方向相同，则电流 由数学知识可知，满足线性关系。 故选B。 8．（2026·云南昭通·模拟预测）如图甲所示，单匝正方形导体框固定于绝缘水平桌面上，导体框的质量，边长为，电阻。在导体框内部有一个半径为的圆形磁场区域，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向。以下说法正确的是（　　） A．内导体框中的感应电流沿逆时针方向 B．内导体框有扩张的趋势 C．内导体框中的感应电动势为 D．通过导体框的感应电流有效值为 【答案】D 【详解】A．内导体框中磁通量向里减小，由楞次定律0~0.1s内感应电流沿顺时针方向，故A错误； B．因导体框处无磁场，则不受安培力，故B错误； C．0~0.2s内，故C错误； D．0.2~0.6s内 由 得 则，故D正确。 故选D。 9．（2026·湖北宜昌·二模）如图所示，边长为的正方形导线框以为轴匀速转动。线框内有一正方形匀强磁场区域，磁场区域的边长为，磁感应强度方向垂直纸面向里。若以图示位置作为计时起点，规定方向为电流的正方向，则导线框内感应电流随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】若以图示位置作为计时起点，正方形导线框需转动以后磁通量才发生变化，才有感应电流，转动时，磁通量表达式为 可得感应电流大小为 根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，与规定的正方向相反；在，即转过时，磁通量始终为零，没有感应电流；转过时，磁通量逐渐增大，根据楞次定律可得感应电流方向为逆时针，与规定的正方向相同，转过时，磁通量不变，没有感应电流。 故选D。 10．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一等腰直角三角形区域ABC，BD是斜边AC的高，且，三角形ABD区域内（含及边上）存在垂直于桌面向下的匀强磁场，三角形BDC区域内（含BD、BC及DC边上）存在垂直于桌面向上的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小相同。一边长为L的正方形线框abcd由粗细均匀的同种电阻丝构成，在外力的作用下，匀速通过两个磁场区域。运动过程中，线框的cd边始终与等腰三角形AC边所在的直线MN重合。规定线框中逆时针方向的电流为正，线框受到垂直于bc边向左的安培力为正，穿过线框向下的磁通量为正，把A点作为线框位移的起始点。则线框中产生的感应电流、b点和a点间的电势差、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量随线框运动位移变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】线框的bc边由A到D的过程，由右手定则可知，线框中感应电流的方向是逆时针，为正方向，则 电流为， 为正方向，b、a两点间的电势差Uba与x的关系图线是正比图线； 安培力大小为 由左手定则可知，安培力方向为水平向左，为正方向，安培力与x的关系图线为开口向上的抛物线； 磁通量 磁通量与x的关系图线为开口向上的抛物线； 线框bc由D到C的过程，由右手定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针，是负方向，则有 而电流为 大小不变；所以 则 大小不变； 安培力为 大小不变，由左手定则可知，安培力方向水平向左，为正方向； 磁通量为 ad边由D到C的过程，由右手定则可知，电流方向为逆时针，为正方向，则，， 安培力为 安培力与x的关系图线是开口向上的曲线； 磁通量为 图线开口向下。 故选C。 11．（24-25高三上·宁夏银川·模拟预测）如图，在直角边长为的等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，电阻为、边长也为的正方形导线框在纸面上向右匀速运动，、始终在同一直线上。取逆时针方向的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流和间电势差随位移变化的图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．ad边的位置坐标x在0-L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为l=L-x；感应电动势为 E=B（L-x）v 随x的增加电动势从开始的最大均匀减小，则感应电流均匀减小，同理，x在L-2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流也是从最大均匀减小，故A错误，B正确。 CD．正方形金属线框abcd进入磁场时，ad边为电源，若电源最大电动势 E=BLv=4U0 则 线框进入磁场过程中电动势均匀减小，则ubc均匀减小； 同理金属框abcd穿出磁场时，此时bc为电源，开始感应电动势最大，若电源最大电动势E=4U0，则 然后均匀减小，故CD错误。 故选B。 12．（24-25高三上·山西运城·期末）如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒PQ，当导体棒PQ以一定初速度水平向右运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．导体棒切割磁感线产生感应电动势为 电路中的电流为 导体棒受到向左的安培力，大小为 导体棒的加速度为 由于速度减小，所以加速度逐渐减小，图像的斜率逐渐减小，A正确，B错误； CD．根据 可知，速度减小，加速度减小，即速度变化越来越慢，加速度减小的越来越慢，所以图线的斜率减小，CD错误。 故选A。 13．（25-26高三上·河北·期中）半径为L和2L的两个电阻不计的金属同心圆环垂直放在匀强磁场中，圆心在o点，环形区被分成8个部分，内环的4个扇形区域面积相等，两环中间的4个区域面积也相等。各部分磁场区域内的磁感应强度大小均为B，方向如图所示。电阻均为r，长为L和L的两段不同材料直导体棒焊接成夹角为 90°的L型金属棒，整体可绕o点在两环面上以角速度逆时针匀速转动。理想二极管D、理想电流表A、理想电压表V与阻值为r的定值电阻R通过导线连接成图示电路，其他电阻忽略不计。现让金属棒oab从图示位置开始转动，金属棒转动过程中与两环和o点均接触良好，在金属棒转动一周的过程中，若取向左通过电阻R为电流正方向，则电流表的示数I、电压表的示数U、电阻R的功率P和转动时金属棒所受的安培力大小F随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】从图示位置开始，转动第一个时ab段切割磁感线，a为正极，b为负极，二极管D导通，oa段与电阻R并联，有效切割长度为L，线速度线性变化，产生的感应电动势 回路的总电阻 干路电流 流过电阻R的电流向左，大小 电阻R两端的电压 电阻R的功率 金属棒所受的安培力 转动第二个时oa段切割磁感线，a为正极，o为负极，ab段无电流，其有效切割长度为L，线速度线性变化，产生的感应电动势 回路的总电阻R2=r+r=2r 干路电流 流过电阻R的电流向左，大小 电阻R两端的电压 电阻R的功率 金属棒所受的安培力 转动第三个时ab段切割磁感线，b为正极，a为负极，二极管D截止，回路中无电流，因此电流、电压、功率和安培力均为0；转动第四个时oa段切割磁感线，o为正极，a为负极，二极管D导通，ab段与电阻R并联，其有效切割长度为L，线速度线性变化，产生的感应电动势E3 回路的总电阻 干路电流 流过电阻R的电流向右，大小 电阻R两端的电压U3= 电阻R的功率 金属棒所受的安培力，对比四个图像知C项正确。 故选C。 14．（2026·河南许昌·模拟预测）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一水平固定的“”形金属框ABCDE，其中，。现将一根光滑的金属杆沿着AB方向，从AE端开始做匀速运动。在运动过程中，金属杆始终保持与AB边垂直，且与金属框接触良好，已知杆与边框单位长度的电阻值相等。则金属杆在框上滑动的过程中，金属框的电功率P与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设，金属杆匀速运动的速度为； 在时间内，金属杆从AE端运动到BD端，金属杆产生的电动势为 把金属杆看成电源，金属框的电功率相当于电源的输出功率，根据 可知当外电阻时，电源的输出功率最大；已知杆与边框单位长度的电阻值相等，设单位长度的电阻为，金属杆的内阻为，金属框接入电路的阻值从减小为；可知外电阻逐渐减小，且一直大于内阻，则在时间内，金属框的电功率P一直增大； 在时间内，金属杆从BD端运动到C端，设金属杆切割磁感线的有效长度为，则有 可知该过程电流恒定不变，金属框的电功率 由于金属杆匀速运动，该过程金属框的电阻随时间均匀减小，则金属框的电功率随时间均匀减小。 故选A。 15．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）如图所示，虚线区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，等边三角形金属框的电阻为R，边长为l，在外力作用下以垂直于磁场边界的恒定速度v水平向右进入磁场区域，自金属框从左边界进入磁场时开始计时，t1时刻金属框全部进入磁场。规定金属框中逆时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，金属框中电功率的瞬时值为P，在这段时间内通过金属框某横截面的电荷量为q，其中选项C、D中的图线为抛物线的一部分。则下列图像中相关物理量随时间变化的图像可能正确的是    （     ） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】A．金属框切割磁感线的有效长度为产生的感应电动势 所以感应电流金属框进入磁场过程中，i与时间t成正比，图像为一条过原点的倾斜直线，故A错误； B．金属框做匀速直线运动，由平衡条件得，F与时间t的二次方成正比，图像为抛物线的一部分，故B错误； C．电功率，P与时间t的二次方成正比，图像为抛物线的一部分，C正确； D．通过金属框某横截面的电荷量，q与时间t的二次方成正比，图像为抛物线的一部分，故D正确。 故选CD。 重难·创新演练 设题创新:结合磁悬浮运输系统考查电磁感应中的图像问题(T16);结合风力磁感灯考查电磁感应中的电路问题(T17);结合航母的电磁弹射技术和电磁阻拦技术考查电磁感应中的图像问题(T18)。 16．（2026·江西景德镇·三模）在智能物流园区的磁悬浮运输系统中，轨道上设有两个相邻的特殊磁场区域用于货物识别与定位，原理简化如图，在光滑水平面上建立轴，在轴上存在两个相邻的磁场区域：在（）区域内存在磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里匀强磁场；在（）区域内存在磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小随线性变化，即满足（为常数，）；一个边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框，以初速度从处开始向右匀速直线运动，线框的边始终与轴垂直，且线框平面始终与磁场方向垂直。忽略线框的自感效应。在穿过磁场的过程中，以初始位置为起点，规定逆时针方向时的电流和电动势方向为正，则以下关于线框中的感应电流、杆的电势差、杆的电势差、线框中感应电动势的四个图像描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．当时，线框只有边切割磁感线，此时线框产生的感应电动势大小为 则此时线框中产生的感应电流大小为 根据右手定则可知，线框中的感应电流为逆时针方向（正方向）；当时，线框的边和边都切割磁感线，边切割磁感线产生的感应电动势大小为方向为顺时针（负方向） 边切割磁感线产生的感应电动势大小为，方向为顺时针（负方向） 所以此时线框产生的总电动势大小为 则此时电路中的感应电流大小为 方向为顺时针（负方向），故A错误； B．当时，线框的边和边都切割磁感线，边切割磁感线产生的感应电动势大小为 方向为顺时针（负方向），边切割磁感线产生的感应电动势大小为 方向为顺时针（负方向），所以此过程线框产生的总电动势大小为 方向为顺时针（负方向）；当范围内，线框只有边切割磁感线，则线框产生的感应电动势大小为 方向为逆时针（正方向）。故B正确； CD．由上面分析可知，当时，线框中的感应电动势为 此时 同理此时，故CD错误。 故选B。 17．（2026·广东茂名·二模）（多选）某环保能源公司设计了一款“风力磁感灯”，其原理如图（俯视图）所示，圆心为O、半径为R的光滑圆形导轨固定在竖直圆筒内，劣弧MN为金属材质（内阻不计），优弧MN为绝缘材质。圆心角为120°的扇形MON区域内有竖直向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场。3根夹角均为120°的相同金属叶片OA、OC、OD一端连于O点，另一端沿半径置于导轨上，与金属导轨接触良好。在风力带动下，叶片绕O以角速度ω顺时针匀速旋转，N点与O点连接一个小灯泡，小灯泡内阻及3根叶片接入电路的电阻均为r。下列说法正确的是（　　） A．OD叶片通过磁场时，O点电势高于D点 B．OD叶片通过磁场时，OD两端的电压大小为 C．OD叶片通过磁场时，流过小灯泡的电流大小为 D．OD叶片转动一周时，小灯泡消耗的电能为 【答案】BD 【详解】A．OD顺时针转动切割磁感线，磁场垂直纸面向里，根据右手定则，感应电流在电源（OD）内部由O流向D，因此D点电势高于O点，故A错误； B．转动切割磁感线的感应电动势公式为 电路中，只有在磁场中的OD作为电源，内阻为；外电路只有小灯泡，电阻为（另外两个叶片端点在绝缘导轨，不接入电路），总电阻 电路电流 OD两端电压为路端电压 故B正确； C．由上述计算，流过小灯泡的电流 故C错误； D．OD转动一周的周期 由于三根叶片夹角为，磁场区域圆心角也为，转动过程中任意时刻都有一根叶片在磁场中，整个周期内小灯泡都有电流。 一周内小灯泡消耗的电能 故D正确。 故选BD。 18．（2026·云南红河·三模）（多选）我国自主设计建造的航空母舰“福建舰”采用全新的电磁弹射技术和电磁阻拦技术，舰载机着舰时电磁阻拦技术的基本原理如图甲所示。某次测试中，舰载机着舰后关闭动力系统并立即通过绝缘阻拦索钩住导轨上的金属棒迅速达到共同速度（时间极短），在磁场中一起减速滑行60m后停下，舰载机、金属棒的v-t图像如图乙所示。已知该舰载机质量，钩住阻拦索前瞬间水平速度，金属棒ab与阻拦索总质量，电阻，匀强磁场磁感应强度，方向垂直纸面向里。假设平行导轨MN、PQ间距，电阻不计，MP间接有阻值也为R的电阻。除安培力外舰载机克服其他阻力做功，除安培力外的其他阻力恒定，则从舰载机与金属棒共速到它们停下来的过程中（     ） A．经历的时间 B．通过电阻R的电荷量 C．金属棒两端的最大电压 D．回路中产生的焦耳热 【答案】BD 【详解】C．对舰载机、金属棒分析，因从关闭动力系统到获得共同速度的时间极短，故舰载机和金属棒系统动量守恒，由动量守恒定律得解得之后减速运动，此时ab棒感应电动势最大故金属棒两端电压最大为，故C错误； B．通过金属棒的电荷量解得，故B正确； A．从舰载机与金属棒共速到它们停下来的过程中，根据动量定理得 安培力解得，故A错误； D．从舰载机与金属棒共速到它们停下来的过程中，根据动能定理得 解得，故D正确。故选BD。 真题·实战演练 高频考点：电磁感应中的电路和图像问题。 19．（2026·广西·高考真题）在如图甲所示的电路中，金属圆环内有垂直于其所在平面的匀强磁场，磁感应强度为，金属棒OP长度为，电阻为；初始时棒OP绕以恒定角速度逆时针旋转，时间内，角速度随时间变化情况如图乙所示，。电路左侧有电感和电阻的支路，支路上各串联了相同的发光二极管、，电感的阻值、电阻的阻值、和的正向电阻值都是，初始时刻，和一样亮，则（     ） A．初始时，通过的电流 B．时间内，整个电路消耗的电能 C．时刻，电感两端电压为零 D．时间，比先熄灭 【答案】B 【详解】A．初始时，金属棒OP转动切割磁感线，感应电动势为 电路总电阻为 则金属棒两端的电压为 通过的电流，故A错误； B．时间内，整个电路消耗的电能，故B正确； C．时间内角速度在变化，金属棒产生的感应电动势在变化，电路中的电流在变化，由于电感L的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的变化，所以时刻电感L两端电压不为零，故C错误； D．时间内，金属棒的角速度为0，产生的感应电动势为0，电感L会产生自感电动势，自感电流与原电流方向相同， 与电感L串联，与电阻串联，自感电流无法反向通过，时间， 比后熄灭，故D错误。 故选B。 20．（2024·天津·高考真题）如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】ABC．根据题意，设导体棒的电阻为R，导轨间距为L，磁感应强度为B，导体棒速度为v时，受到的安培力为可知由牛顿第二定律可得， 导体棒的加速度为可知，随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒开始做匀速直线运动，则v − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，速度保持不变，由于安培力F与速度v成正比，则F − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，F保持不变，故A正确，BC错误； D．根据题意，由公式可得，感应电流为由数学知识可得由于加速度逐渐减小，则I − t图像的斜率逐渐减小，故D错误。故选A。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 微突破24 电磁感应现象中的电路和图像问题 目录 模拟·基础演练 1 题型01 电磁感应中的电路问题 1 题型02 电磁感应中的图像问题 4 重难·创新演练 10 真题·实战演练 12 模拟·基础演练 考查重点：电磁感应中的电路问题和图像问题 ⏳题型01 电磁感应中的电路问题 1．（2025·重庆·三模）如图所示，三根完全相同的电阻丝一端连在一起并固定在转轴O上，另一端分别固定于导体圆环上的A、C、D点，并互成120°角，导体圆环的电阻不计。转轴的右侧空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，范围足够大，现让圆环绕转轴O顺时针匀速转动，在连续转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．A点的电势可能低于O点的电势 B．流过OA的电流方向始终不变 C．流过OA的电流大小始终不变 D．流过OA的电流大小有2个不同值 2．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图甲所示，两组平行金属导轨固定在同一水平面内，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1和R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻，在距磁场左边界d处，一长度为1.5d的均匀导体棒以v0的速度始终向右做匀速直线运动，直至通过磁场，棒在磁场左边界时与两组导轨同时接触。R1=R2=R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好，下列说法不正确的是  （     ） A．在的时间内，回路中的感应电动势为 B．在的时间内，回路产生的热量为 C．在的时间内，电阻R1产生的热量为 D．整个过程中，回路产生的热量为 3．（2026·甘肃张掖·一模）如图所示，MN和PQ为水平固定的间距为L的足够长的光滑平行金属导轨，在P、M之间接有阻值为R的定值电阻甲，在N、Q之间接有阻值为2R的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一长为L、质量为m、电阻为R的导体杆ab与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知ab的速度减为零时还没有到达NQ．在ab杆运动的整个过程中（    ） A．通过电阻甲的电荷量为 B．通过电阻乙的电荷量为 C．回路中产生的总焦耳热为 D．ab杆中产生的焦耳热为 4．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为，两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的的变化规律满足（）。下列说法中正确的是（　　） A．流经电阻的电流方向由到 B．回路中的电流增大 C．电阻两端的电压为 D．时间内通过电阻的电荷量为 5．（25-26高三上·河南信阳·期末）如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1（0≤R1≤2R）。金属框内存在着竖直向下的匀强磁场。一长为L、电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动。金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是（　　） A．ABFE回路的电流方向为顺时针，ABCD回路的电流方向为逆时针 B．左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv C．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1=R时，导体棒两端的电压为 D．当滑动变阻器接入电路中的阻值时，滑动变阻器的电功率为 6．（25-26高三上·山东潍坊·期末）如图所示，竖直平面内有两个同心圆，圆心为O，外圆半径为，内圆半径为l、两同心圆之间的环形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场；沿外圆固定一闭合金属线框，一长度为的粗细均匀的导体棒一端位于O点，另一端与线框接触良好；电阻和电容器并联，用两根线通过铜片分别与导体棒O端和线框连接。已知导体棒接入电路的阻值与电阻的阻值均为R，电容器的电容为C，线框电阻不计。导体棒绕O点以角速度ω逆时针方向匀速转动，电容器未被击穿，则电容器的上极板带电情况为（   ） A．带正电、电荷量为 B．带负电、电荷量为 C．带正电，电荷量为 D．带负电，电荷量为 ⏳题型02 电磁感应中的图像问题 7．（2026·河南新乡·模拟预测）如图所示，在平面直角坐标系中，边界OM与x轴正方向间的夹角为，其中，边界OM与间存在垂直纸面向外的匀强磁场，边界OM与间存在垂直纸面向里的匀强磁场，且两磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框abcd以恒定的速度沿x轴正方向运动并穿过磁场区域，运动过程中bc边始终平行于y轴。规定导线框中逆时针方向为电流的正方向。从刚进入磁场开始计时，下列能正确反映导线框中感应电流i随时间t变化的关系图像的是（    ） A． B． C． D． 8．（2026·云南昭通·模拟预测）如图甲所示，单匝正方形导体框固定于绝缘水平桌面上，导体框的质量，边长为，电阻。在导体框内部有一个半径为的圆形磁场区域，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向。以下说法正确的是（　　） A．内导体框中的感应电流沿逆时针方向 B．内导体框有扩张的趋势 C．内导体框中的感应电动势为 D．通过导体框的感应电流有效值为 9．（2026·湖北宜昌·二模）如图所示，边长为的正方形导线框以为轴匀速转动。线框内有一正方形匀强磁场区域，磁场区域的边长为，磁感应强度方向垂直纸面向里。若以图示位置作为计时起点，规定方向为电流的正方向，则导线框内感应电流随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一等腰直角三角形区域ABC，BD是斜边AC的高，且，三角形ABD区域内（含及边上）存在垂直于桌面向下的匀强磁场，三角形BDC区域内（含BD、BC及DC边上）存在垂直于桌面向上的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小相同。一边长为L的正方形线框abcd由粗细均匀的同种电阻丝构成，在外力的作用下，匀速通过两个磁场区域。运动过程中，线框的cd边始终与等腰三角形AC边所在的直线MN重合。规定线框中逆时针方向的电流为正，线框受到垂直于bc边向左的安培力为正，穿过线框向下的磁通量为正，把A点作为线框位移的起始点。则线框中产生的感应电流、b点和a点间的电势差、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量随线框运动位移变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（24-25高三上·宁夏银川·模拟预测）如图，在直角边长为的等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，电阻为、边长也为的正方形导线框在纸面上向右匀速运动，、始终在同一直线上。取逆时针方向的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流和间电势差随位移变化的图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 12．（24-25高三上·山西运城·期末）如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒PQ，当导体棒PQ以一定初速度水平向右运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（25-26高三上·河北·期中）半径为L和2L的两个电阻不计的金属同心圆环垂直放在匀强磁场中，圆心在o点，环形区被分成8个部分，内环的4个扇形区域面积相等，两环中间的4个区域面积也相等。各部分磁场区域内的磁感应强度大小均为B，方向如图所示。电阻均为r，长为L和L的两段不同材料直导体棒焊接成夹角为 90°的L型金属棒，整体可绕o点在两环面上以角速度逆时针匀速转动。理想二极管D、理想电流表A、理想电压表V与阻值为r的定值电阻R通过导线连接成图示电路，其他电阻忽略不计。现让金属棒oab从图示位置开始转动，金属棒转动过程中与两环和o点均接触良好，在金属棒转动一周的过程中，若取向左通过电阻R为电流正方向，则电流表的示数I、电压表的示数U、电阻R的功率P和转动时金属棒所受的安培力大小F随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（2026·河南许昌·模拟预测）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一水平固定的“”形金属框ABCDE，其中，。现将一根光滑的金属杆沿着AB方向，从AE端开始做匀速运动。在运动过程中，金属杆始终保持与AB边垂直，且与金属框接触良好，已知杆与边框单位长度的电阻值相等。则金属杆在框上滑动的过程中，金属框的电功率P与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 15．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）如图所示，虚线区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，等边三角形金属框的电阻为R，边长为l，在外力作用下以垂直于磁场边界的恒定速度v水平向右进入磁场区域，自金属框从左边界进入磁场时开始计时，t1时刻金属框全部进入磁场。规定金属框中逆时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，金属框中电功率的瞬时值为P，在这段时间内通过金属框某横截面的电荷量为q，其中选项C、D中的图线为抛物线的一部分。则下列图像中相关物理量随时间变化的图像可能正确的是    （     ） A． B． C． D． 重难·创新演练 设题创新:结合磁悬浮运输系统考查电磁感应中的图像问题(T16);结合风力磁感灯考查电磁感应中的电路问题(T17);结合航母的电磁弹射技术和电磁阻拦技术考查电磁感应中的图像问题(T18)。 16．（2026·江西景德镇·三模）在智能物流园区的磁悬浮运输系统中，轨道上设有两个相邻的特殊磁场区域用于货物识别与定位，原理简化如图，在光滑水平面上建立轴，在轴上存在两个相邻的磁场区域：在（）区域内存在磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里匀强磁场；在（）区域内存在磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小随线性变化，即满足（为常数，）；一个边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框，以初速度从处开始向右匀速直线运动，线框的边始终与轴垂直，且线框平面始终与磁场方向垂直。忽略线框的自感效应。在穿过磁场的过程中，以初始位置为起点，规定逆时针方向时的电流和电动势方向为正，则以下关于线框中的感应电流、杆的电势差、杆的电势差、线框中感应电动势的四个图像描述正确的是（　　） A． B． C． D． 17．（2026·广东茂名·二模）（多选）某环保能源公司设计了一款“风力磁感灯”，其原理如图（俯视图）所示，圆心为O、半径为R的光滑圆形导轨固定在竖直圆筒内，劣弧MN为金属材质（内阻不计），优弧MN为绝缘材质。圆心角为120°的扇形MON区域内有竖直向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场。3根夹角均为120°的相同金属叶片OA、OC、OD一端连于O点，另一端沿半径置于导轨上，与金属导轨接触良好。在风力带动下，叶片绕O以角速度ω顺时针匀速旋转，N点与O点连接一个小灯泡，小灯泡内阻及3根叶片接入电路的电阻均为r。下列说法正确的是（　　） A．OD叶片通过磁场时，O点电势高于D点 B．OD叶片通过磁场时，OD两端的电压大小为 C．OD叶片通过磁场时，流过小灯泡的电流大小为 D．OD叶片转动一周时，小灯泡消耗的电能为 18．（2026·云南红河·三模）（多选）我国自主设计建造的航空母舰“福建舰”采用全新的电磁弹射技术和电磁阻拦技术，舰载机着舰时电磁阻拦技术的基本原理如图甲所示。某次测试中，舰载机着舰后关闭动力系统并立即通过绝缘阻拦索钩住导轨上的金属棒迅速达到共同速度（时间极短），在磁场中一起减速滑行60m后停下，舰载机、金属棒的v-t图像如图乙所示。已知该舰载机质量，钩住阻拦索前瞬间水平速度，金属棒ab与阻拦索总质量，电阻，匀强磁场磁感应强度，方向垂直纸面向里。假设平行导轨MN、PQ间距，电阻不计，MP间接有阻值也为R的电阻。除安培力外舰载机克服其他阻力做功，除安培力外的其他阻力恒定，则从舰载机与金属棒共速到它们停下来的过程中（     ） A．经历的时间 B．通过电阻R的电荷量 C．金属棒两端的最大电压 D．回路中产生的焦耳热 真题·实战演练 高频考点：电磁感应中的电路和图像问题。 19．（2026·广西·高考真题）在如图甲所示的电路中，金属圆环内有垂直于其所在平面的匀强磁场，磁感应强度为，金属棒OP长度为，电阻为；初始时棒OP绕以恒定角速度逆时针旋转，时间内，角速度随时间变化情况如图乙所示，。电路左侧有电感和电阻的支路，支路上各串联了相同的发光二极管、，电感的阻值、电阻的阻值、和的正向电阻值都是，初始时刻，和一样亮，则（     ） A．初始时，通过的电流 B．时间内，整个电路消耗的电能 C．时刻，电感两端电压为零 D．时间，比先熄灭 20．（2024·天津·高考真题）如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $