選擇8電磁感應高頻問題

考點內容考情分析

考向一電磁感應現象楞次定律高考對于這部分知識點主要以常見模型

考向二電磁感應中的電路與圖像問題為背景，通過創新情景靈活出題，其本

考向三電磁感應中的功能轉化質與常規無異。強化對物理基本概念、

考向四電磁感應中的沖量動量問題基本規律的考查。

國深究懈題攻略”

1.思想方法

⑴電路分析：明確電源與外電路，可畫等效電路圖。

(2)受力分析:把握安培力的特點，安培力大小與導體棒速度有關，一般在牛頓第二定律方程里討論,

v的變化影響安培力大小，進而影響加速度大小，加速度的變化又會影響v的變化。

(3)過程分析:注意導體棒進入磁場或離開磁場時的速度是否達到“收尾速度”。

(4)能量分析:克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能。

2.模型建構

一、電磁感應中電路綜合問題

1.等效電源的分析

(1)用法拉第電磁感應定律算出E的大小。等效電源兩端的電壓等于路端電壓，一般不等于電源

電動勢，除非切割磁感線的導體(或線圈)電阻為零。

(2)用楞次定律或右手定則確定感應電動勢的“方向”，從而確定電源正負極。感應電流方向是電

源內部電流的方向，要特別注意在等效電源內部，電流由負極流向正極。

⑶明確電源內阻r。

2.電路結構的分析

(1)分析內、外電路，以及外電路的串并聯關系，畫出等效的電路圖。

（2）應用閉合電路的歐姆定律、串并聯電路知識和電功率、焦耳定律等關系式聯立求解。

二、分析線框在磁場中運動問題的兩大關鍵

1.分析電磁感應情況：弄清線框在運動過程中是否有磁通量不變的階段，線框進入和穿出磁場的

過程中，才有感應電流產生，結合閉合電路的歐姆定律列方程解答。

2.分析導線框的受力以及運動情況，選擇合適的力學規律處理問題：在題目中涉及電荷量、時間

以及安培力為變力時應選用動量定理處理問題；如果題目中涉及加速度的問題時選用牛頓運動定律

解決問題比較方便。

三、電磁感應中的能量問題

1.電磁感應中的能量轉化

:其他彬式的能量）―克?安培力做功_>電能電流做功_>.《耳熱或其他杉式的能量

2.求解焦耳熱Q的三種方法

一艮耳定律：Q=『Rt,電流、電阻都不變時適用

（烝耳熱Q的三種求法）——功能關系：任意情況邯適用

一提量轉化：Q=AEx迪"4"，任意情況部適用

四、電磁感應與動量、能量問題結合

在導體單桿切割磁感線做變加速運動時，若牛頓運動定律和能量觀點不能解決問題，可運用動

量定理巧妙解決問題

求解的物理量應用示例

電荷量或速度—80￡加=加了2—機V1，夕=必，.

52￡20AZB2L2x

位移--------=0-mv（）,KP------=0-mvo

R總R總

—5@￡加+/其他△/=加V2一加vi

時間即—BLq~\~F其他一加Vi

已知電荷量外方其他（尸其他為恒力）

1/其他一加也加"1，一x

R總

已知位移X、F其他（/其他為恒力）

〃親臨"高考練場"

考向一電磁感應現象楞次定律

1.（2024?關B州一模）電磁俘能器可在汽車發動機振動時利用電磁感應發電實現能量回收，結構如

圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感

應強度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布

與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈，下列說

A.穿過線圈的磁通量為BI?

B.永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動勢越大

C.永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越小

D.永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向

2.（2024?衡陽縣模擬）高速鐵路列車通常使用磁剎車系統，磁剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵

的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉的圓形鋁盤，使磁感線總垂直射入鋁盤時，鋁盤隨即減

速，如圖所示，圓中磁鐵左方鋁盤的甲區域朝磁鐵方向運動，磁鐵右方的乙區域朝離開磁鐵方

向運動，下列說法中正確的是（）

A.鋁盤甲區域的感應電流會產生垂直紙面向里的磁場

B.磁場與感應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的阻力

C.感應電流在鋁盤產生的內能，是將鋁盤減速的最主要原因

D.若將實心鋁盤轉換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對布滿空洞的鋁盤減速效果比實心鋁盤的效

果更好

3.（2024?衡陽縣模擬）如圖甲所示，列車車頭底部安裝強磁鐵，線圈及電流測量儀埋設在軌道地

面（測量儀未畫出），P、Q為接測量儀器的端口，磁鐵的勻強磁場垂直地面向下、寬度與線圈

寬度相同，俯視圖如圖乙。當列車經過線圈上方時，測量儀記錄線圈的電流為0.12A。磁鐵的

磁感應強度為0.005T,線圈的匝數為5,長為0.2m,電阻為0.50,則在列車經過線圈的過程中，

下列說法正確的是（）

甲乙

A.線圈的磁通量一直增加

B.線圈的電流方向先順時針后逆時針方向

C.線圈的安培力大小為1.2X10-4N

D.列車運行的速率為12m/s

4.（2024?盤錦三模）在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個閉合金屬線圈豎直向下運動，線

圈平面始終保持水平。在位置B,磁感線正好與線圈平面平行，A與B和B與C之間的距離都

比較小。在線圈從位置A運動到位置C的過程中，從上往下看，感應電流的方向是（）

A

SN

A.順時針方向

B.逆時針方向

C.先順時針方向，后逆時針方向

D.先逆時針方向，后順時針方向

5.（2024?江蘇模擬）兩個完全相同的靈敏電流計A、B,按圖所示的連接方式，用導線連接起來,

當把電流計A的指針向左邊撥動的過程中，電流計B的指針將（）

AB

A.向右擺動

B.向左擺動

C.靜止不動

D.發生擺動，但不知道電流計的內部結構情況，故無法確定擺動方向

考向二電磁感應中的電路與圖像問題

6.（2024?浙江模擬）在如圖所示的磁感應強度大小為B的勻強磁場中（可隨時間變化），存在一

足夠大的長方形導軌，并且導軌寬度為1。現導軌中有一電阻和一導體棒（與導軌接觸良好）,

而導體棒有效切割長度也為1。當導體棒以速度vo向右勻速運動的時候，若導體棒和導軌內部

始終無電流，則下列圖像可能正確的是（）

A.tB.T

7.（多選）（2022?新寧縣校級三模）如圖甲所示，abed是匝數為100匝、邊長為10cm、總電阻

為0.1。的正方形閉合導線圈，放在與線圈平面垂直的圖示勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t

的變化關系如圖乙所示。則以下說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.導線圈中產生的是正弦式交變電流

B.在t=2.5s時導線圈產生的感應電動勢為2V

C.在0?2s內通過導線橫截面的電荷量為10C

D.在t=1s時導線圈內電流的瞬時功率為10W

8.（2024?廣東三模）我國最新航空母艦福建艦采用了世界上最先進的電磁彈射技術，裝備了三條

電磁彈射軌道，電磁彈射的簡化模型如圖所示：足夠長的水平固定金屬軌道處于豎直向下的勻

強磁場中，左端與充滿電的電容器C相連，與機身固連的金屬桿ab靜置在軌道上，閉合開關S

后，飛機向右加速。若不計所有阻力和摩擦，回路總電阻R保持不變，下列說法不正確的是

)

A.提高電容器的放電量，可以提高飛機的起飛速度

B.飛機運動過程中，a端的電勢始終高于b端的電勢

C.飛機的速度最大時，金屬桿ab產生的感應電動勢與電容器兩端電壓相等

D.飛機的速度達到最大時，電容器所帶的電荷量為零

9.（2024?湖北模擬）如圖所示，足夠長的光滑水平固定金屬導軌寬為L,導軌上靜止放置著質量

分別為2m、3m的兩根導體棒a、b?現給a—水平向右的初速度v。己知導軌電阻不計，兩導

體棒始終與導軌保持垂直且與導軌接觸良好，回路的總電阻為R,垂直于導軌平面向里的勻強

磁場的磁感應強度大小為B。下列說法正確的是（）

A.a、b穩定前回路中產生順時針方向的感應電流

3vv

B.a的速度為二-時，b的速度為￡

4q

3vB2L2V

C.a的速度為彳時,b的加速度為防而

6Rmv

D.從開始到a、b穩定后，a、b間的距離增大了加方

10.（2024?重慶模擬）如圖為某同學設計的電磁彈射裝置示意圖，平行的足夠長光滑水平導軌

MN、PQ間距為L,置于磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m,長度為2L導體棒ab垂直

放在導軌上。單刀雙擲開關先打向c,內阻不計電動勢為E的電源給電容為C的電容器充電,

充完電后打向d,導體棒ab在安培力的作用下發射出去。阻力不計，下列說法正確的是（

A.導體棒達到最大速度前，做加速度逐漸增大的加速運動

B.導體棒以最大速度發射出去后，電容器儲存的電荷量為零

2CEBL

C.導體棒能達到的最大速度為;^而

mCE

D.導體棒達到最大速度時，電容器放出的電荷量為昕環

考向三電磁感應中的功能轉化

11.（2024?清江浦區模擬）如圖，光滑平行金屬導軌固定在水平面上，左端由導線相連，導體棒垂

直靜置于導軌上構成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運動。在勻

速運動過程中外力F做功WF，磁場力對導體棒做功WI，磁鐵克服磁場力做功W2，重力對磁

鐵做功WG，回路中產生的焦耳熱為Q，導體棒獲得的動能為Ek。則（）

A.Wi=QB.W2=Q

C.WF+WG=Q+EkD.WF+WG-W2=Ek

12.（2024?江蘇模擬）如圖所示，在光滑水平面上MN右側區域存在磁感應強度大小為B、方向垂

直于紙面向里的勻強磁場。t=0時刻，一質量為m、高為a、電阻為R的正三角形金屬線框以

速度v從邊界MN處進入磁場，最終線框恰好完全進入。在線框運動過程中，下列說法錯誤的

是（）

A.線框中的電流始終為逆時針方向

B.t=0時刻，線框的感應電動勢大小為Bav

y/3Ba2

C.通過導線橫截面的電荷量為

3R

1

D.線框中感應電流產生的焦耳熱為萬M/

13.（2024?浙江模擬）如圖所示，在光滑絕緣的水平面上方，有兩個方向相反的水平方向的勻強磁

場，磁場范圍足夠大，磁感應強度的大小左邊為2B,右邊為3B,一個豎直放置的寬為L、長

為3L、單位長度的質量為m、單位長度的電阻為r的矩形金屬線框，以初速度v垂直磁場方向

從圖中實線位置開始向右運動，當線框運動到虛線位置（在左邊磁場中的長度為L,在右邊磁

1

場中的長度為2L）時，線框的速度為鏟，則下列判斷正確的是（）

2BI；3B

???????IXXXXXXXXXX

???????!XXXXXXXXXX

?xxXXXXXXXX

??????IXXXXXXXXXX

尸*rS-]xVxxxxxxxx

????卜?[XXxxjcxxxxx

1382M7

A.此時線框中電流方向為逆時針，線框中感應電流所受安培力為F—

24r

16mv

B.此過程中通過線框截面的電量為一^-

DD

4

C.此過程中線框產生的焦耳熱為守小

D.線框剛好可以完全進入右側磁場

14.（2024?錦江區校級模擬）如圖所示，在豎直向下的勻強磁場B中，將一根水平放置的金屬棒

ab以某一水平速度vo拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平且未離開磁場區域，不計空氣阻

力，下列關于金屬棒在運動過程中的說法正確的是（）

A.機械能保持不變

B.感應電動勢越來越大

C.a點電勢比b點電勢高

D.所受重力的功率保持不變

15.（2024?市中區校級三模）如圖所示，間距為L的平行導軌固定在水平絕緣桌面上，導軌右端

接有定值電阻，阻值為R,垂直導軌的虛線PQ和MN之間存在磁感應強度大小為B、方向豎

L

直向上的勻強磁場，其中導軌的PM和QN段光滑。在虛線PQ左側、到PQ的距離為E的位置

垂直導軌放置質量為m的導體棒，現給處于靜止狀態的導體棒一個水平向右的恒力作用，經過

PQ時撤去恒力，此時導體棒的速度大小v°=當磐，經過MN時導體棒的速度大小v=生留。

R

已知恒力大小為3mg,導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，導體棒接入電路的電阻為了，重力

加速度為g，導軌電阻不計，下列說法正確的是（）

A.導體棒與PQ左側導軌之間的動摩擦因數為0.66

4mIT

B.導體棒經過磁場的過程中，通過導體棒的電荷量為言戶

16mqL

C.導體棒經過磁場的過程中，導體棒上產生的熱量為一^-

6mR（__

D.虛線PQ和MN之間的距離為=77，無

SB乙L乙v

考向四電磁感應中的沖量動量問題

16.（2024?岳麓區校級模擬）定義“另類加速度”人==，A不變的運動稱為另類勻變速運動。若

Ax

物體運動的A不變，則稱物體做另類勻變速運動。如圖所示，光滑水平面上一個正方形導線框

以垂直于一邊的速度穿過一個勻強磁場區域（磁場寬度大于線框邊長）。導線框電阻不可忽略,

但自感可以忽略不計。己知導線框進入磁場前速度為VI，穿出磁場后速度為V2。下列說法中正

確的是（）

A.線框在進入磁場的過程中，速度隨時間均勻增加

B.線框在進入磁場的過程中，其另類加速度A是變化的

c.線框完全進入磁場后，在磁場中運動的速度為

D.線框完全進入磁場后，在磁場中運動的速度為J貨署

17.（多選）（2024?青羊區校級模擬）如圖所示，水平粗糙地面上有兩磁場區域，左右兩磁場區域

內的勻強磁場寬度均為L,磁感應強度大小分別為B和2B,左磁場區磁場方向豎直向下，右磁

場區磁場方向豎直向上，兩磁場間距為2L。一個質量為m、匝數為n、電阻為R、邊長為L的

正方形金屬線框以速度V。水平向右進入左磁場區域，當金屬線框剛離開右磁場區域時速度為

V1，金屬線框離開右磁場區運動一段距離后停下。金屬線框與水平面間的動摩擦因數為皿關

于金屬線框的運動下列判斷正確的是（）

A.金屬線框從剛進入左磁場區域到最終停止的過程中一直做勻減速直線運動

11

B.金屬線框通過兩個磁場區域過程中產生的焦耳熱為評說--mv^-5|imgL

nBL2

C.金屬線框進入左側磁場區域過程中，通過金屬線框的電荷量為一丁

D.若金屬線框進入左磁場區域過程所用時間為t,則金屬線框剛好完全進入左側磁場區域時的

nB2L3

速度為vo-211gt-------

TTIK

18.（2024?泉州模擬）如圖，在水平面上有兩條光滑平行導電導軌，勻強磁場垂直于導軌所在的平

面，磁感應強度的大小為B,兩根材質相同、長度相等的金屬桿P、Q間隔一定的距離擺開放

在導軌上，且與導軌垂直，桿P質量是桿Q的兩倍，兩桿與導軌接觸良好，導軌電阻不計。桿

P以初速度vo滑向桿Q,為使兩桿不相碰，則桿Q固定與不固定兩種情況下，最初擺放兩桿時

的最少距離之比為（）

Q

XXXXXX

xxXX

——?v

XXXXXX

XXXXXX

A.1：1B.1：2C.3：1D.1：3

19.（多選）（2024?南寧二模）如圖所示，間距L=lm的粗糙傾斜金屬導軌與水平面間的夾角

37°,其頂端與阻值R=10的定值電阻相連，間距相同的光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上,

兩導軌都足夠長且在AA，處平滑連接，AA，至DD均是光滑絕緣帶，保證傾斜導軌與水平導軌間

電流不通。傾斜導軌處有方向垂直傾斜導軌所在平面向上、磁感應強度大小Bi=0.2T的勻強磁

場,水平導軌處有方向豎直向上、磁感應強度大小B2=0.5T的勻強磁場。兩根導