第33讲 电磁感应中的电路和图像问题(复习讲义)(江苏专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-09-16
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摘要:
该高中物理高考复习讲义聚焦电磁感应中的电路和图像问题,涵盖等效电源分析、电路计算、综合电路及Φ-t/B-t/E-t/I-t图像等核心考点,按考情前瞻、知识框架、考点拆解、真题溯源逻辑架构知识,通过考点梳理、方法指导、真题训练环节帮助学生突破难点,体现复习系统性与针对性。
讲义以思维建模构建知识框架,采用“三部曲”(明确电源、画等效电路、用欧姆定律)破解电路问题,设计分层变式训练与真题溯源,培养科学思维与模型建构能力,保障复习效率,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
电磁感应中的电路和图像问题
考点一 电磁感应中的电路问题
考●向●破●译
考向1 电磁感应中的电路问题【重】
例1
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由图乙可知随均匀变化,所以线圈中的磁通量变化率恒定,产生的感应电动势恒定,根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为
根据楞次定律可知电流从点流出、点流入,所以点电势比点电势高,所以
(2)通过电阻的电流为
内通过电阻的电荷量为
【变式训练1·变考法】
【答案】(1),
(2)
(3),,
【详解】(1)磁铁向左以速度做匀速直线运动,刚开始运动时,导体棒相对磁场的速度为,感应电动势为
外电路总电阻2R、R的电阻并联,可知
总电阻为
电流大小为
导体棒两端的电压
(2)由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
安培力
解得
(3)导体棒以恒定速度运动时,导体棒克服阻力做功的功率
电路中消耗的电功率
作用在磁铁上的外力的功率
【变式训练2·变考法】
【答案】(1)
(2)0.7J
(3)0.5C
【详解】(1)ab棒达到最大速度时,ab棒受力平衡,则有
导体棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得
(2)ab棒恰达到最大速度时,根据能量转化和守恒定律有
定值电阻上产生的焦耳热为,其中
联立解得定值电阻产生的焦耳热
(3)根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
通过导体棒ab的电荷量
联立解得
通过定值电阻、的电荷量之比为
其中
通过定值电阻的电荷量
考点二 电磁感应中的图像问题
考●向●破●译
考向1 Φ-t图像【难】
例1【答案】D
【变式训练1·变考法】【答案】C
【变式训练2·变考法】【答案】C
考向2 B-t图像【难】
例2【答案】B
【变式训练1·变考法】【答案】C
【变式训练2·变考法】
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题图可知时,线框切割磁感线产生的感应电动势为
则感应电流大小为
所受的安培力的大小为
(2)在时刻,边运动到距区域Ⅰ的左边界处,线框的速度近似为零,此时线框被固定,则时,穿过线框的磁通量为
(3)时间内,Ⅱ区磁感应强度也线性减小到,则有
感应电流大小为
则时间内,线框中产生的热量为
考向3 E-t图像【难】
例3【答案】C
【变式训练1·变考法】【答案】D
考向4 I-t图像【难】
例4【答案】D
【变式训练1·变情境】【答案】D
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】B
4. 【答案】C
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电磁感应中的电路和图像问题
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 电磁感应中的电路问题
知识点1 电磁感应中的电路问题
考向1 电磁感应中的电路问题重
考点二 电磁感应中的图像问题
知识点1 电磁感应中的图像问题
考向1 Φ-t图像难
考向2 B-t图像难
考向3 E-t图像难
考向4 I-t图像难
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
电磁感应中的等效电源与内、外电路分析
电磁感应中的电路计算(闭合电路欧姆定律应用)
江苏卷·T8,4分(动生电动势)
含电容器、电阻等元件的综合电路分析
电磁感应中的图像类型(B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图、F-t图等)
考情分析
题型与考向:江苏高考对“电磁感应中的电路和图像问题”的考查以选择题为主要形式,分值4分,通常出现在试卷中前部。电磁感应中的电路和图像问题是高考物理的经典组合,也是历年江苏卷的高频考点与难点所在。考查内容涵盖两个核心维度:
电路问题:以导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象与电容器、电阻等元件构成的综合电路为主,考查等效电源的确定、内/外电路的分析、闭合电路欧姆定律的应用。2025年T8和2023年T8均为典型——将切割磁感线的导体棒视为等效电源,通过电势高低判断考查电路的等效分析能力。
图像问题:包括B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图、F-t图等随时间变化的图像,以及E-x图、I-x图等随位移变化的图像。江苏卷强调对物理图像的理解,从图像的斜率、截距、面积等提取物理信息,或根据物理情境定性/定量绘制图像。
情境与立意:
生活实践类:家庭电路保护装置(2022年江苏卷T7)、电磁感应式传感器、微型发电机、电磁驱动装置等现代科技设备中电路与图像的综合应用。
学习探究类:等效电源的建立与内/外电路分析(“三部曲”——明确电源、画等效电路图、运用闭合电路欧姆定律);电磁感应中常见图像类型的识别与理解;图像信息的提取与函数关系的建立;排除法与函数法在图像问题中的应用。
复习目标
电磁感应中的等效电源与内、外电路分析:掌握等效电源的确定方法——产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源,其余部分为外电路。掌握等效电路图的画法,能正确判断等效电源的正负极(在电源内部,电流从负极流向正极)。理解“等效电源两端的电压是路端电压,而不是电动势”这一关键区别。江苏卷选择题核心考查方向,务必熟练掌握。
电磁感应中的电路计算(闭合电路欧姆定律应用) :掌握处理电磁感应中电路问题的“三部曲”——(1)明确电源:确定产生感应电动势的导体或线圈;(2)画等效电路图:分清内、外电路结构;(3)运用闭合电路欧姆定律:理顺各电学量之间的关系。会计算感应电动势大小、导体两端电压、通过导体的电流等。
含电容器、电阻等元件的综合电路分析:理解电磁感应电路中电容器的充放电过程——当电路稳定时,电容器所在支路无电流,电容器两端电压等于与之并联的电阻两端电压。能分析电容器充电过程中的电荷量变化和能量转化。
电磁感应中的图像类型与物理意义:掌握电磁感应中常见图像类型的物理意义——B-t图(斜率表示磁感应强度变化率)、Φ-t图(斜率表示感应电动势)、E-t图(反映电动势随时间变化)、I-t图(反映电流随时间变化)、F-t图(反映安培力随时间变化)。理解图像的斜率、截距、面积所表示的物理量。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 电磁感应中的电路问题
知识点1 电磁感应中的电路问题
知●识●解●构
1、内容
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,与用电器构成闭合回路。
2、电动势
切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源,分为两类:①棒切割磁感线,产生动生电动势E=Blv,方向由右手定则判断;②磁感应强度的变化产生感生电动势E=n,方向由楞次定律判断。
3、电阻
产生感应电动势的导体或回路的电阻相当于电源的内阻,其余部分的电阻是外电阻。
4、路端电压
U=IR=E-Ir=·R。
5、感应电流
I=,r为电源内阻。
6、电荷量
通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关,与时间长短无关。推导如下:q=Δt=·Δt=。
电磁感应过程中产生的感应电荷量由线圈的匝数、磁通量的变化量及电路的总电阻共同决定,与时间Δt无关。
5、解题思路
“源”的分析:用法拉第电磁感应定律算出E的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向,感应电流方向是电源内部电流的方向,从而确定电源正负极,明确内阻r。
“路”的分析:根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图。
“式”根据E=Blv或E=n,结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识、电功率、焦耳定律等相关关系式联立求解。
✨得分速记:电路知识关系图
考●向●破●译
考向1 电磁感应中的电路问题【重】
例1(2025·江苏扬州·模拟)如图甲,面积为的200匝线圈处在匀强磁场中,线圈电阻,磁场方向垂直于线圈平面向里,己知磁感应强度变化如图乙所示,定值电阻。求:
(1)线圈中的电动势及b、a两点间的电势差;
(2)内通过电阻R的电荷量q。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由图乙可知随均匀变化,所以线圈中的磁通量变化率恒定,产生的感应电动势恒定,根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为
根据楞次定律可知电流从点流出、点流入,所以点电势比点电势高,所以
(2)通过电阻的电流为
内通过电阻的电荷量为
【变式训练1·变考法】(25-26·江苏南通·高二上)如图所示,足够长的平行金属导轨被固定在水平绝缘桌面上,导轨间距为L,左、右两端连接阻值为分别2R、R的电阻。水平面内存在一永磁铁产生的长条形匀强磁场,方向竖直向上,磁感应强度大小为B,磁场居中穿过导轨。开始时,导体棒静止于磁场区域的左端,让磁铁向左以速度做匀速直线运动,导体棒随之开始运动,同时受到大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,导体棒始终在磁场区域内。已知导体棒的质量为m、电阻为、长度也为L,与导轨接触良好,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)磁铁刚开始运动时,通过导体棒的电流大小及导体棒两端的电压;
(2)导体棒所达到的恒定速度v;
(3)导体棒以恒定速度运动时,导体棒克服阻力做功的功率、电路中消耗的电功率和作用在磁铁上的外力的功率。
【答案】(1),
(2)
(3),,
【详解】(1)磁铁向左以速度做匀速直线运动,刚开始运动时,导体棒相对磁场的速度为,感应电动势为
外电路总电阻2R、R的电阻并联,可知
总电阻为
电流大小为
导体棒两端的电压
(2)由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
安培力
解得
(3)导体棒以恒定速度运动时,导体棒克服阻力做功的功率
电路中消耗的电功率
作用在磁铁上的外力的功率
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏盐城·高二上)如图所示,足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角,其中MN与PQ平行且间距为,导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、,定值电阻、的阻值均为。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻也为R,金属棒沿导轨下滑距离时,速度恰好达到最大值。已知金属棒ab的质量为,重力加速度为。ab棒从开始运动到速度恰好达到最大值的过程中,求:
(1)ab棒的最大速度;
(2)定值电阻产生的焦耳热。
(3)通过定值电阻的电荷量。
【答案】(1)
(2)0.7J
(3)0.5C
【详解】(1)ab棒达到最大速度时,ab棒受力平衡,则有
导体棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得
(2)ab棒恰达到最大速度时,根据能量转化和守恒定律有
定值电阻上产生的焦耳热为,其中
联立解得定值电阻产生的焦耳热
(3)根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
通过导体棒ab的电荷量
联立解得
通过定值电阻、的电荷量之比为
其中
通过定值电阻的电荷量
考点二 电磁感应中的图像问题
知识点1 电磁感应中的图像问题
知●识●解●构
1、明确图像类型
随时间t变化类型:B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像。
2、问题类型
感生类问题:①给定电磁感应过程,选出或画出正确的图像;②由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应物理量。
分析方法:①电动势大小:E=n,取决于磁通量的变化率;②电动势方向:用楞次定律和安培定则判断。
动生类问题:由闭合线圈的运动过程画出i-t图像或E-t图像。
分析方法:①电动势大小:E=Blv。要注意是单边切割还是双边切割(感应电流同向相加、反向相减),等效长度为在磁场中导线首尾相连在垂直于速度方向的投影长度;②电动势方向:用右手定则判断。
3、解题的关键
弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键。另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。
4、解题步骤
①明确图像的种类,即是B-t图像,Φ-t图像, E-t图像或者I-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方向的对应关系;
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。
5、解题方法
排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项。
函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断。
6、图像规律
①根据B-t图像的规律,选择E-t图像、I-t图像:电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化,产生的感应电动势为,磁感应强度的变化率是定值,感应电动势是定值,感应电流就是一个定值,在图像上就是水平直线。
②根据线圈穿越磁场的规律,选择图像、图像、图像或E-x图像、U-x图像和I-x图像:线框匀速穿过方向不同的磁场,在刚进入或刚出磁场时,线框的感应电流大小相等,方向相同。当线框从一种磁场进入另一种磁场时,此时有两边分别切割磁感线,产生的感应电动势正好是两者之和,根据E=BLv,求出每条边产生的感应电动势,得到总的感应电动势。由闭合电路欧姆定律求出线框中的感应电流,此类电磁感应中图像的问题,解答的关键是要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识,要知道当线框左右两边都切割磁感线时,两个感应电动势方向相同,是串联关系。
③根据自感、互感的规律,选择图像、图像、图像:通电自感:线圈相当于一个变化的电阻——阻值由无穷大逐渐减小,通电瞬间自感线圈处相当于断路。断电自感:断电时自感线圈处相当于电源,自感电动势由某值逐渐减小到零,回路中电流在原电流基础上逐渐减为零。电流稳定时,理想的自感线圈相当于导线,非理想的自感线圈相当于定值电阻。
【注意】图像问题的分析过程要明确各种正、负号的含义,明确图像所描述的物理意义,明确斜率的含义,明确图像和电磁感应过程之间的对应关系。
✨得分速记:电磁感应图像问题中选择题的常用解法
1.排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误的选项。
2.函数法:根据题目所给条件定量地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。
考●向●破●译
考向1 Φ-t图像【难】
例1(25-26·北京第五十七中学·高二上)如图甲所示,电阻为、匝数为100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连,。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化,则( )
A.A点的电势低于B点的电势
B.电阻R两端的电压为5V
C.回路中电流为0.05A
D.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C
【答案】D
【详解】A.根据楞次定律可知,A点的电势高于B点的电势,故A错误;
BC.感应电动势
回路中电流为
电阻R两端的电压为U=IR=45V,故BC错误;
D.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为,故D正确。
故选D。
【变式训练1·变考法】(25-26·广东广州·高二上)在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动,线框的匝数为100匝,通过线框的磁通量随时间t变化的关系如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.线框转动的角速度为
B.内线框的平均感应电动势为
C.线框内感应电动势的瞬时值表达式
D.一个周期内线框中感应电动势的有效值为
【答案】C
【详解】A.图(b)可知,交变电流周期T为0.02s,因此,故A错误;
B.图(b)可知,内穿过线框的磁通量变化量大小为
因此该时间内线框的平均感应电动势,故B错误;
C.图(b)可知,磁通量最大值,则线框内感应电动势的瞬时值表达式,故C正确;
D.由C选项可知,电动势最大值为,则一个周期内线框中感应电动势的有效值为,故D错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏连云港·高二下)在匀强磁场中,一个闭合矩形金属线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量Φ随时间t按图示正弦规律变化。则( )
A.矩形金属线圈的转速n=2r/s
B.t=0.5s时,线圈处于与中性面垂直的位置
C.t=1.0s时,线圈中的感应电动势最大
D.t=0.6s时和t=1.2s时,线圈中的电流方向不同
【答案】C
【详解】A.由图可知周期为2s,转速为,故A错误;
B.由图知,t=0.5s时,磁通量最大,线圈处于中性面位置,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律可知,t=1.0s时,感应电动势最大;
根据图像的斜率可知,t=0.6s时和t=1.2s时,线圈中的电流方向相同,故C正确,D错误;
故选C。
考向2 B-t图像【难】
例2(2026·广东·模拟)如图(a)所示,相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内,两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上,金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场,其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图(b)所示,时刻,。时刻,两棒相距,ab棒速度为零,cd棒速度方向水平向右,并与棒垂直,则0~T时间内流过回路的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】通过导体的电荷量,而
时,磁感应强度为零,故
联立以上各式,可得
故选B。
【变式训练1·变考法】(26-27·河北沧州·高三上)如图甲所示,边长为a的单匝线圈置于磁场当中,磁场与线圈平面垂直。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(为余弦函数),磁感应强度最大值为,图甲中所示磁感应强度方向为磁感应强度正方向。已知线圈所用导线的横截面积为S,电阻率为。下列说法中正确的是( )
A.0时刻,线圈中电流方向为逆时针方向
B.线圈中电流变化的周期为T
C.0~T时间内,线圈中通过的电荷量为
D.0~T时间内,线圈中产生的热量为
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,0时刻,磁感应强度B的变化率为0,故该时刻线圈中无感应电流,故A错误;
B.线圈中电流变化的周期等于B的变化周期,由图乙可知,B的变化周期为2T,因此线圈中电流变化的周期为2T,故B错误;
C.0~T时间内,线圈的磁通量变化量
又因为
该题中n为1,线圈电阻
联立解得,故C正确;
D.线圈产生的电势最大值
0~T时间内,线圈中产生的热量为,故D错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏无锡·高二下)光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场,磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ,宽度均为h,其俯视图如图(a)所示,两磁场磁感应强度随时间t的变化如图(b)所示,时间内,两区域磁场恒定,方向相反,磁感应强度大小分别为2B0和B0,一电阻为R,边长为h的刚性正方形金属框abcd,平放在水平面上,ab、cd边与磁场边界平行。时,线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在时刻,ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处,线框的速度近似为零,此时线框被固定,如图(a)中的虚线框所示。随后在时间内,Ⅰ区磁感应强度线性减小到0,Ⅱ区磁场保持不变;时间内,Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求:
(1)时线框所受的安培力的大小;
(2)时穿过线框的磁通量的绝对值;
(3)时间内,线框中产生的热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题图可知时,线框切割磁感线产生的感应电动势为
则感应电流大小为
所受的安培力的大小为
(2)在时刻,边运动到距区域Ⅰ的左边界处,线框的速度近似为零,此时线框被固定,则时,穿过线框的磁通量为
(3)时间内,Ⅱ区磁感应强度也线性减小到,则有
感应电流大小为
则时间内,线框中产生的热量为
考向3 E-t图像【难】
例3(26-27·广东深圳·高三上)感应式旋转磁感测器利用导电线圈进入磁场时产生的感应电动势,作为非接触式机械动作检测,可应用于工业搬运机器人或医疗手术机械手臂等领域。如图为感应式旋转磁感测器的示意图,有一方向垂直纸面向里的矩形磁场,其旁水平放置半径为的半圆形封闭导电线圈。图下半部分为磁感应强度与水平位置的关系图。线圈以圆心为轴以恒定角速度(为周期)顺时针旋转进出磁场的区域,在时间时,线圈的位置如图所示,则下列线圈感应电动势随时间变化的关系图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.由图像可知,在磁场边界处,磁感应强度。在时,线圈刚开始进入磁场,切割磁感线的有效位置处于处,根据
可知,那么在时感应电动势,故A错误,B错误;
CD.在时间内,线圈顺时针转动进入磁场,穿过线圈的磁通量(向里)增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向外,由安培定则可知感应电动势方向为逆时针(设为正方向)。随着线圈转动,切割的先增大后减小,随之变化。当时,线圈直径边再次回到磁场边界处,此时,故。在时间内,线圈离开磁场,磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向里,感应电动势方向为顺时针(负方向),且时。C选项与分析相符,故C正确,D错误。
故选C。
【变式训练1·变考法】(25-26·河北衡水·高三上)如图所示,空间存在宽度为的有界匀强磁场,磁场的左、右边界分别为、,磁感应强度的大小为,方向垂直纸面向里。在磁场的左边界放置一个由粗细均匀、相同材料制作的边长为正方形金属框,边与重合。在外力作用下让金属框以速度(速度方向与垂直)向右匀速通过有界磁场,、两点的电势差为。设边到边界的距离为,则下列关于与的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】在边运动的过程中,边切割磁感线,此时的感应电动势为
边相当于电源,由右手定则可知
则
在边运动的过程中,此时边和边切割磁感线,此时电路中感应电流为零,、两点的电势差为
在边运动的过程中,边切割磁感线,此时的感应电动势为
边相当于电源,则,综上分析,D正确。
故选D。
考向4 I-t图像【难】
例4(25-26·江苏连云港·高二下)如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够长,现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。下列关于线框中感应电流i、线框所受安培力F大小与时间t的关系图像可能正确的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.进入第一个磁场的过程中,线框向右匀速运动,有效切割长度
有效长度随t线性减小,感应电流
根据楞次定律可知,方向为正,大小从逐渐减小到0。
同时在两个相反磁场中,两个磁场方向相反,总感应电动势叠加,
有效切割长度
随t线性减小到0,电流方向与第一阶段相反(负方向),初始电流大小为,逐渐减小到0。
离开第二个磁场的过程中,仅剩余部分在第二个磁场,有效切割长度从线性减小到0,电流方向回到正方向,大小从逐渐减小到0,故AB错误;
CD.安培力始终阻碍线框运动,方向始终向左,大小恒为正。由
结合得
第一阶段:初始
逐渐减小到0;
第二阶段:初始(远大于第一阶段最大力),逐渐减小到0;
第三阶段:初始,和第一阶段最大力大小相等,逐渐减小到0,故D正确,C错误。
故选D。
【变式训练1·变情境】(25-26·江西省多校·高二上)如图所示,直角三角形ABC区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,AB边长为2L,由粗细均匀的金属杆弯折而成的直角三角形导线框abc与直角三角形ABC相似,ab边长为L,∠ACB=∠acb=30°,线框在纸面内,且bc边和BC边在同一直线上。现用外力使线框以速度v匀速向右运动通过磁场区域,规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置。下面表示导线框中感应电流i随时间t变化关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】导线框abc进入磁场时磁通量增大,由楞次定律可知感应电流方向沿顺时针方向为正值,反之离开磁场时感应电流方向沿逆时针方向为负值;导线框abc进入磁场时ac边切割,有效切割长度L随时间t均匀增大,电动势E=BLv均匀增大,由可知感应电流均匀增大,导线框abc全部在磁场中运动时磁通量不变,无感应电流产生,导线框abc离开磁场时ab边切割,有效切割长度L随时间t均匀减小,电动势均匀减小,感应电流均匀减小。
故选D。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙·高考)动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图(a)所示,图(b)为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时,锥形纸盆的振动带动线圈运动,把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向,若随时间的变化如图(c)所示,则、间电势差随变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意,由图()可知,线圈的位移随时间按正弦规律变化,则有
则线圈的速度随时间的变化规律为
由于磁场是辐射状的,线圈运动方向始终与磁感线垂直,感应电动势的大小
可知,间电势差的大小随时间的变化规律与速度一致,应为余弦函数形式,时刻,由右手定则可知,线圈中电流由,因此端为负极,端为正极,则有,综上所述,D选项图像符合题意。
故选D。
2.(2026·浙江·选考)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。
3.(2026·湖北·高考)如图所示,固定在水平面内的两足够长平行金属导轨相距,其左端用导线连接一阻值为的电阻,两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为的导体棒跨放在两导轨上,导体棒在两导轨间的电阻为。导轨上、、、是正方形的四个顶点。导体棒以大小为的初速度从出发沿导轨向右运动,刚过后,区域内磁场的磁感应强度方向不变、大小在极短时间内增大到,然后保持不变。导体棒运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,不计导轨电阻与所有摩擦,导体棒最终静止的位置离初始位置的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,设导体棒最终静止的位置离初始位置的距离为,对导体棒从开始运动到静止的过程中,由动量定理有
又有,
联立解得
故选B。
4.(2026·陕晋青宁·高考真题)电磁泵减速部分的简化工作原理如图。在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中,竖直放置的形光滑金属导轨左右间距为,水平放置的导体棒质量为,与竖直放置且下端固定的绝缘轻弹簧相连,与导轨接触良好且其接入回路的电阻阻值为。将自弹簧原长位置由静止释放,第一次到达最低点时下降高度为,此过程中其最大速度为。导轨电阻忽略不计,弹簧始终在弹性限度内。在从静止释放到第一次到达最低点的过程中( )
A.流过导体棒的感应电流方向由向
B.导体棒所受安培力的冲量为零
C.通过导体棒的电荷量大小为
D.导体棒的加速度最大值为
【答案】C
【详解】A.由右手定则可知,流过导体棒的感应电流方向由向,故A错误;
B.导体棒下降过程中,安培力大小改变,方向不变,由冲量公式可知,导体棒所受安培力的冲量不为零,故B错误;
C.导体棒下降过程中,感应电动势为
感应电流为
通过导体棒的电荷量大小为,故C正确;
D.根据题意可知,导体棒下降过程中,先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,则导体棒的加速度最大值出现在最低点或初始位置,导体棒速度最大时有
若没有磁场,由能量守恒定律有
可知,在最低点时,有
此时,加速度为
有磁场时,由能量守恒定律可知,弹簧的形变量减小,则最低点时加速度小于,则导体棒的加速度最大值出现在初始位置,此时,导体棒只受重力,加速度为,故D错误。
故选C。
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电磁感应中的电路和图像问题
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 电磁感应中的电路问题
知识点1 电磁感应中的电路问题
考向1 电磁感应中的电路问题重
考点二 电磁感应中的图像问题
知识点1 电磁感应中的图像问题
考向1 Φ-t图像难
考向2 B-t图像难
考向3 E-t图像难
考向4 I-t图像难
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
电磁感应中的等效电源与内、外电路分析
电磁感应中的电路计算(闭合电路欧姆定律应用)
江苏卷·T8,4分(动生电动势)
含电容器、电阻等元件的综合电路分析
电磁感应中的图像类型(B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图、F-t图等)
考情分析
题型与考向:江苏高考对“电磁感应中的电路和图像问题”的考查以选择题为主要形式,分值4分,通常出现在试卷中前部。电磁感应中的电路和图像问题是高考物理的经典组合,也是历年江苏卷的高频考点与难点所在。考查内容涵盖两个核心维度:
电路问题:以导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象与电容器、电阻等元件构成的综合电路为主,考查等效电源的确定、内/外电路的分析、闭合电路欧姆定律的应用。2025年T8和2023年T8均为典型——将切割磁感线的导体棒视为等效电源,通过电势高低判断考查电路的等效分析能力。
图像问题:包括B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图、F-t图等随时间变化的图像,以及E-x图、I-x图等随位移变化的图像。江苏卷强调对物理图像的理解,从图像的斜率、截距、面积等提取物理信息,或根据物理情境定性/定量绘制图像。
情境与立意:
生活实践类:家庭电路保护装置(2022年江苏卷T7)、电磁感应式传感器、微型发电机、电磁驱动装置等现代科技设备中电路与图像的综合应用。
学习探究类:等效电源的建立与内/外电路分析(“三部曲”——明确电源、画等效电路图、运用闭合电路欧姆定律);电磁感应中常见图像类型的识别与理解;图像信息的提取与函数关系的建立;排除法与函数法在图像问题中的应用。
复习目标
电磁感应中的等效电源与内、外电路分析:掌握等效电源的确定方法——产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源,其余部分为外电路。掌握等效电路图的画法,能正确判断等效电源的正负极(在电源内部,电流从负极流向正极)。理解“等效电源两端的电压是路端电压,而不是电动势”这一关键区别。江苏卷选择题核心考查方向,务必熟练掌握。
电磁感应中的电路计算(闭合电路欧姆定律应用) :掌握处理电磁感应中电路问题的“三部曲”——(1)明确电源:确定产生感应电动势的导体或线圈;(2)画等效电路图:分清内、外电路结构;(3)运用闭合电路欧姆定律:理顺各电学量之间的关系。会计算感应电动势大小、导体两端电压、通过导体的电流等。
含电容器、电阻等元件的综合电路分析:理解电磁感应电路中电容器的充放电过程——当电路稳定时,电容器所在支路无电流,电容器两端电压等于与之并联的电阻两端电压。能分析电容器充电过程中的电荷量变化和能量转化。
电磁感应中的图像类型与物理意义:掌握电磁感应中常见图像类型的物理意义——B-t图(斜率表示磁感应强度变化率)、Φ-t图(斜率表示感应电动势)、E-t图(反映电动势随时间变化)、I-t图(反映电流随时间变化)、F-t图(反映安培力随时间变化)。理解图像的斜率、截距、面积所表示的物理量。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 电磁感应中的电路问题
知识点1 电磁感应中的电路问题
知●识●解●构
1、内容
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,与用电器构成闭合回路。
2、电动势
切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源,分为两类:①棒切割磁感线,产生动生电动势E=Blv,方向由右手定则判断;②磁感应强度的变化产生感生电动势E=n,方向由楞次定律判断。
3、电阻
产生感应电动势的导体或回路的电阻相当于电源的内阻,其余部分的电阻是外电阻。
4、路端电压
U=IR=E-Ir=·R。
5、感应电流
I=,r为电源内阻。
6、电荷量
通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关,与时间长短无关。推导如下:q=Δt=·Δt=。
电磁感应过程中产生的感应电荷量由线圈的匝数、磁通量的变化量及电路的总电阻共同决定,与时间Δt无关。
5、解题思路
“源”的分析:用法拉第电磁感应定律算出E的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向,感应电流方向是电源内部电流的方向,从而确定电源正负极,明确内阻r。
“路”的分析:根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图。
“式”根据E=Blv或E=n,结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识、电功率、焦耳定律等相关关系式联立求解。
✨得分速记:电路知识关系图
考●向●破●译
考向1 电磁感应中的电路问题【重】
例1(2025·江苏扬州·模拟)如图甲,面积为的200匝线圈处在匀强磁场中,线圈电阻,磁场方向垂直于线圈平面向里,己知磁感应强度变化如图乙所示,定值电阻。求:
(1)线圈中的电动势及b、a两点间的电势差;
(2)内通过电阻R的电荷量q。
【变式训练1·变考法】(25-26·江苏南通·高二上)如图所示,足够长的平行金属导轨被固定在水平绝缘桌面上,导轨间距为L,左、右两端连接阻值为分别2R、R的电阻。水平面内存在一永磁铁产生的长条形匀强磁场,方向竖直向上,磁感应强度大小为B,磁场居中穿过导轨。开始时,导体棒静止于磁场区域的左端,让磁铁向左以速度做匀速直线运动,导体棒随之开始运动,同时受到大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,导体棒始终在磁场区域内。已知导体棒的质量为m、电阻为、长度也为L,与导轨接触良好,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)磁铁刚开始运动时,通过导体棒的电流大小及导体棒两端的电压;
(2)导体棒所达到的恒定速度v;
(3)导体棒以恒定速度运动时,导体棒克服阻力做功的功率、电路中消耗的电功率和作用在磁铁上的外力的功率。
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏盐城·高二上)如图所示,足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角,其中MN与PQ平行且间距为,导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、,定值电阻、的阻值均为。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻也为R,金属棒沿导轨下滑距离时,速度恰好达到最大值。已知金属棒ab的质量为,重力加速度为。ab棒从开始运动到速度恰好达到最大值的过程中,求:
(1)ab棒的最大速度;
(2)定值电阻产生的焦耳热。
(3)通过定值电阻的电荷量。
考点二 电磁感应中的图像问题
知识点1 电磁感应中的图像问题
知●识●解●构
1、明确图像类型
随时间t变化类型:B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像。
2、问题类型
感生类问题:①给定电磁感应过程,选出或画出正确的图像;②由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应物理量。
分析方法:①电动势大小:E=n,取决于磁通量的变化率;②电动势方向:用楞次定律和安培定则判断。
动生类问题:由闭合线圈的运动过程画出i-t图像或E-t图像。
分析方法:①电动势大小:E=Blv。要注意是单边切割还是双边切割(感应电流同向相加、反向相减),等效长度为在磁场中导线首尾相连在垂直于速度方向的投影长度;②电动势方向:用右手定则判断。
3、解题的关键
弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键。另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。
4、解题步骤
①明确图像的种类,即是B-t图像,Φ-t图像, E-t图像或者I-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方向的对应关系;
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。
5、解题方法
排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项。
函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断。
6、图像规律
①根据B-t图像的规律,选择E-t图像、I-t图像:电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化,产生的感应电动势为,磁感应强度的变化率是定值,感应电动势是定值,感应电流就是一个定值,在图像上就是水平直线。
②根据线圈穿越磁场的规律,选择图像、图像、图像或E-x图像、U-x图像和I-x图像:线框匀速穿过方向不同的磁场,在刚进入或刚出磁场时,线框的感应电流大小相等,方向相同。当线框从一种磁场进入另一种磁场时,此时有两边分别切割磁感线,产生的感应电动势正好是两者之和,根据E=BLv,求出每条边产生的感应电动势,得到总的感应电动势。由闭合电路欧姆定律求出线框中的感应电流,此类电磁感应中图像的问题,解答的关键是要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识,要知道当线框左右两边都切割磁感线时,两个感应电动势方向相同,是串联关系。
③根据自感、互感的规律,选择图像、图像、图像:通电自感:线圈相当于一个变化的电阻——阻值由无穷大逐渐减小,通电瞬间自感线圈处相当于断路。断电自感:断电时自感线圈处相当于电源,自感电动势由某值逐渐减小到零,回路中电流在原电流基础上逐渐减为零。电流稳定时,理想的自感线圈相当于导线,非理想的自感线圈相当于定值电阻。
【注意】图像问题的分析过程要明确各种正、负号的含义,明确图像所描述的物理意义,明确斜率的含义,明确图像和电磁感应过程之间的对应关系。
✨得分速记:电磁感应图像问题中选择题的常用解法
1.排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误的选项。
2.函数法:根据题目所给条件定量地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。
考●向●破●译
考向1 Φ-t图像【难】
例1(25-26·北京第五十七中学·高二上)如图甲所示,电阻为、匝数为100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连,。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化,则( )
A.A点的电势低于B点的电势
B.电阻R两端的电压为5V
C.回路中电流为0.05A
D.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C
【变式训练1·变考法】(25-26·广东广州·高二上)在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动,线框的匝数为100匝,通过线框的磁通量随时间t变化的关系如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.线框转动的角速度为
B.内线框的平均感应电动势为
C.线框内感应电动势的瞬时值表达式
D.一个周期内线框中感应电动势的有效值为
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏连云港·高二下)在匀强磁场中,一个闭合矩形金属线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量Φ随时间t按图示正弦规律变化。则( )
A.矩形金属线圈的转速n=2r/s
B.t=0.5s时,线圈处于与中性面垂直的位置
C.t=1.0s时,线圈中的感应电动势最大
D.t=0.6s时和t=1.2s时,线圈中的电流方向不同
考向2 B-t图像【难】
例2(2026·广东·模拟)如图(a)所示,相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内,两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上,金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场,其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图(b)所示,时刻,。时刻,两棒相距,ab棒速度为零,cd棒速度方向水平向右,并与棒垂直,则0~T时间内流过回路的电荷量为( )
A. B. C. D.
【变式训练1·变考法】(26-27·河北沧州·高三上)如图甲所示,边长为a的单匝线圈置于磁场当中,磁场与线圈平面垂直。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(为余弦函数),磁感应强度最大值为,图甲中所示磁感应强度方向为磁感应强度正方向。已知线圈所用导线的横截面积为S,电阻率为。下列说法中正确的是( )
A.0时刻,线圈中电流方向为逆时针方向
B.线圈中电流变化的周期为T
C.0~T时间内,线圈中通过的电荷量为
D.0~T时间内,线圈中产生的热量为
【变式训练2·变考法】(25-26·江苏无锡·高二下)光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场,磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ,宽度均为h,其俯视图如图(a)所示,两磁场磁感应强度随时间t的变化如图(b)所示,时间内,两区域磁场恒定,方向相反,磁感应强度大小分别为2B0和B0,一电阻为R,边长为h的刚性正方形金属框abcd,平放在水平面上,ab、cd边与磁场边界平行。时,线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在时刻,ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处,线框的速度近似为零,此时线框被固定,如图(a)中的虚线框所示。随后在时间内,Ⅰ区磁感应强度线性减小到0,Ⅱ区磁场保持不变;时间内,Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求:
(1)时线框所受的安培力的大小;
(2)时穿过线框的磁通量的绝对值;
(3)时间内,线框中产生的热量Q。
考向3 E-t图像【难】
例3(26-27·广东深圳·高三上)感应式旋转磁感测器利用导电线圈进入磁场时产生的感应电动势,作为非接触式机械动作检测,可应用于工业搬运机器人或医疗手术机械手臂等领域。如图为感应式旋转磁感测器的示意图,有一方向垂直纸面向里的矩形磁场,其旁水平放置半径为的半圆形封闭导电线圈。图下半部分为磁感应强度与水平位置的关系图。线圈以圆心为轴以恒定角速度(为周期)顺时针旋转进出磁场的区域,在时间时,线圈的位置如图所示,则下列线圈感应电动势随时间变化的关系图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练1·变考法】(25-26·河北衡水·高三上)如图所示,空间存在宽度为的有界匀强磁场,磁场的左、右边界分别为、,磁感应强度的大小为,方向垂直纸面向里。在磁场的左边界放置一个由粗细均匀、相同材料制作的边长为正方形金属框,边与重合。在外力作用下让金属框以速度(速度方向与垂直)向右匀速通过有界磁场,、两点的电势差为。设边到边界的距离为,则下列关于与的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
考向4 I-t图像【难】
例4(25-26·江苏连云港·高二下)如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够长,现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。下列关于线框中感应电流i、线框所受安培力F大小与时间t的关系图像可能正确的( )
A. B.
C. D.
【变式训练1·变情境】(25-26·江西省多校·高二上)如图所示,直角三角形ABC区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,AB边长为2L,由粗细均匀的金属杆弯折而成的直角三角形导线框abc与直角三角形ABC相似,ab边长为L,∠ACB=∠acb=30°,线框在纸面内,且bc边和BC边在同一直线上。现用外力使线框以速度v匀速向右运动通过磁场区域,规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置。下面表示导线框中感应电流i随时间t变化关系正确的是( )
A. B.
C. D.
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙·高考)动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图(a)所示,图(b)为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时,锥形纸盆的振动带动线圈运动,把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向,若随时间的变化如图(c)所示,则、间电势差随变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
2.(2026·浙江·选考)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
3.(2026·湖北·高考)如图所示,固定在水平面内的两足够长平行金属导轨相距,其左端用导线连接一阻值为的电阻,两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为的导体棒跨放在两导轨上,导体棒在两导轨间的电阻为。导轨上、、、是正方形的四个顶点。导体棒以大小为的初速度从出发沿导轨向右运动,刚过后,区域内磁场的磁感应强度方向不变、大小在极短时间内增大到,然后保持不变。导体棒运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,不计导轨电阻与所有摩擦,导体棒最终静止的位置离初始位置的距离为( )
A. B. C. D.
4.(2026·陕晋青宁·高考真题)电磁泵减速部分的简化工作原理如图。在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中,竖直放置的形光滑金属导轨左右间距为,水平放置的导体棒质量为,与竖直放置且下端固定的绝缘轻弹簧相连,与导轨接触良好且其接入回路的电阻阻值为。将自弹簧原长位置由静止释放,第一次到达最低点时下降高度为,此过程中其最大速度为。导轨电阻忽略不计,弹簧始终在弹性限度内。在从静止释放到第一次到达最低点的过程中( )
A.流过导体棒的感应电流方向由向
B.导体棒所受安培力的冲量为零
C.通过导体棒的电荷量大小为
D.导体棒的加速度最大值为
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