电磁感应的综合分析-2025年广东高考物理复习专练（解析版）

重难点18电磁感应的综合分析

『餐题趋密』

考点三年考情分析2025考向预测

(1)楞次定律与法拉第电磁感应定主要考查法拉第电磁感应定律、楞

律的应用；次定律和自感等知识的应用，主要

(2)电磁感应中的图像问题；涉及电流、电压、电功率、电热和

3年2考

(3)电磁感应中的动力学与能量问电荷量的分析与计算，从命题形式

[(2024,T4),(2022,T10)]

题；看，既有单独考查的选择题,也有综

(4)电磁感应规律在生活、生产、科合考查的计算题，且综合命题的频

技中的应用.率和分值更高，难度也较大。

重难诠释

【情境解读】

电磁感应比九詈

磁通量发生变化导体棒切割磁感线

方向:城次定闽V

方向：右手定则微元法

判

由给定的电磁感应根据斜率、截距、面断

过程画出相应的物积、正负、拐点等判方

函

向

理量的函数图像数断可能性

表

达

由给定的有关图像式

分析电磁感应过程，找出图像的斜率、—法拉第电磁感应定律—I

确定相关的物理量截距、面积、正负等计

算

表示的物理意义

大

小

J动量、能量守恒定律I—

【高分技巧】

内容重要的规律、公式和二级结论

1.电磁感应现(1)磁通量：®=BS,它是标量，但有正负。

象、磁通量⑵感应电流的产生条件是：①闭合回路②磁通量发生变化。

(3)楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通

量的变化。

(4)阻碍方式：增反减同；来拒去留；增缩减扩。

(5)右手定则：判断感应电流或感应电动势的方向。

(6)法拉第电磁感应定律：3皤,其中"为线圈匝数。

2.法拉第电磁感

应定律、楞次定

(7)感生电动势：E—1F个;动生电动势：E-Blv；转动切割

律、右手定则

产生的电动势：E=/Fa)。

(8)感应电荷量:4一'片。

(9)涡流、电磁阻尼、电磁驱动。

<1

裾时提升练

【考向一：楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用】

1.感应电流方向的判断方法

［楞次定律牌4穿过回路的磁通量变化］

［右手定则臀也［导体在磁场中做切割磁感线运动)

2.感应电动势大小的求法

情境图研究对象表达式

三种形式

4x,E~At

XXX)

回路（不一定闭合）“A5S

E—n.

(xA

_nB\S

E~4

XXX一段直导线（或等效直

1fVE=Blv

XXX导线）

XXXX

绕一端转动的一段导体

X。卓X/X^X

E=KBF(O

棒

XXXX

Q3

—>B

Q,__b_绕与5垂直的轴转动的

从图示时刻计时e=NBScocoscot

_____!____导线框

dJc

1.（多选）（2023广州三模）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃

按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法中正确的有（）

磁铁

一按下按钮

n~\s

f松开按钮

甲7.

A.按下按钮过程，螺线管尸端电势较高

B.若更快按下按钮，则P、。两端的电势差更大

C.按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势

D.若按下和松开按钮的时间相同，则两过程螺线管产生大小相等的感应电动势

2.（多选X2023全国甲卷）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电

流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大

于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,

电流传感器测得线圈中电流/随时间t的变化如图（b）所示。则（）

弓虽磁体

电流传感器

A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快

B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次

C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大

3.（2023广东新高考模拟）浮桶式灯塔模型如图甲所示，其由带空腔的磁体和一个连着灯泡的线圈组成，磁

体在空腔产生的磁场如图乙所示，磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，

且始终处于磁场中，则浮桶线圈（）

浮桶截面

A.当海面平静时，灯泡稳定发光

B.当海水水平匀速流动时，灯泡稳定发光

C.海水上下振荡幅度越大，灯泡发光越亮

D.海水上下振荡速度越快，灯泡发光越亮

4.（多选）如图所示，将半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一绝缘水平面内，两导轨之间接有阻值

为R的定值电阻和一个电容为C的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为3、方向竖直向下的匀强磁

场中。将一个长度为八阻值为R的金属棒置于圆导轨上，。、A、。三点共线，在外力的作用下金

属棒以。为转轴逆时针匀速转动，转速为小元电荷大小为e,转动过程中金属棒与导轨接触良好，导

轨电阻不计。下列说法正确的是（）

XX

T

A.D点的电势高于A点的电势

B.金属棒产生的感应电动势大小为3版》

C.电容器的电荷量为3兀户

D.一质子在电容器中从S板附近运动到T板附近时，静电力所做的功为囱笠

5.（多选）（2024广东六校联考）图甲所示的一款健身车的主要构件如图乙所示，金属飞轮A和金属前轮C可

绕同一转轴转动，A和C之间有金属辐条，辐条长度等于A和C的半径之差.脚踏轮B和飞轮A通过

链条传动，带动前轮C转动.整个前轮C都处在方向垂直轮面向里的匀强磁场中.将电阻R的。端用

导线连接在飞轮A上，6端用导线连接前轮C边缘.健身者脚蹬脚踏轮8使其以角速度。顺时针转动，

转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计,下列说法中正确的是（）

A.电阻a端的电势高于6端的电势

B.金属前轮边缘所组成的圆形闭合回路中的磁通量保持不变

C.电阻R的热功率与小成正比

D.若。保持不变，飞轮A的半径也不变，但金属前轮C的半径变为原来的京则湖两端的电压变

为原来的

【考向二：电磁感应中的电路问题】

电磁感应中电路问题的解题流程

6.如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为八圆心在。点，过圆心放置一长度为2人电阻为R的辐

条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为8、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，

磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度。绕。点逆时针转动，右侧电路通过电刷与

圆环中心和环的边缘相接触，Ri=；R,S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（）

A.通过Ri的电流方向为自上而下

B.感应电动势大小为22户o

C.理想电压表的示数为点?产。

D.理想电流表的示数为笺坦

7.（多选）（2024山东济宁统考一模）如图所示，竖直固定的光滑圆弧形金属导轨PQ半径为厂，。为圆心，P、

。之间用导线连接阻值为R的电阻。粗细均匀的轻质金属棒的一端通过钱链固定在。点，另一端连接质

量为机的金属小球，小球套在导轨尸。上。初始时刻金属棒处于水平位置，小球、金属棒与导轨始终接

触良好。过圆心。的水平线下方分布着磁感应强度大小为8、方向垂直纸面向里的匀强磁场。已知重力

加速度为g,金属棒总电阻为2R,小球、导轨及导线电阻不计，不计一切摩擦阻力。现将小球由静止释

放，第一次运动到最低点时小球速度大小为v,在此过程中下列说法正确的是（）

A.小球运动到最低点时，金属棒产生的感应电动势为Brv

B.小球运动到最低点时，金属棒两端的电压为驾

C.通过电阻R的电荷量为亶

D.电阻R上产生的焦耳热为mgr—^inv2

8.（2024河北邯郸统考一模）如图所示，纸面内的菱形金属线框A8CQ以速度w平行于方向匀速通过一

有界的匀强磁场，磁场的边界尸。、相互平行，磁感应强度大小为2、方向垂直纸面向里。已知线框

的电阻为R,线框的边长和磁场宽度均为LZA=60°,ADLPQ,下列说法正确的是（）

xM

x

X

X

X

XN

A.A点离开磁场后线框内的感应电流沿顺时针方向

B.线框内感应电动势的最大值为当"o

C.此过程中穿过线框的磁通量的最大值为需2〃

D2T22

D.线框穿过磁场的整个过程中回路的最大热功率为纪廿

Z/\

9.某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车车轮，以增强夜间骑车的安全性。如图5所示为自行车后车轮,

已知金属车轮半径为r=0.6m,金属轮轴半径可以忽略，有绝缘辐条连接轮轴与车轮（辐条未画出）。车

轮与轮轴之间对称地接有4根相同的金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，LED灯可视为纯电

阻，每个LED灯的阻值恒为R=0.45。，不计其他电阻。车轮旁的车架上固定有一特殊磁铁，能在车轮

与轮轴之间形成一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小2=0.5T的扇形匀强磁场区域，扇形对应的

圆心角6=30。。使自行车沿平直路面匀速前进，已知车轮转动的角速度为。=20rad/s,不计车轮厚度，

忽略磁场的边缘效应，取兀=3.0,则下列说法正确的是（）

图5

A.车轮转动一周过程中，LED灯亮的总时间为0.075s

B.金属条ab进入磁场时，ab上电流的方向是—■万

C.金属条ab进入磁场时，ab上电流大小是2A

D.车轮转动一周，LED灯产生的总焦耳热为0.54J

10.如图所示，水平面内固定足够长的光滑平行金属导轨心、L2,间距d=0.5m,左端接有电容C=0.02F

的电容器，整个空间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T,质量m=0.06kg的

导体棒垂直放置在导轨上,导体棒和导轨的电阻不计,现用一水平向右的恒力F=0.32N作用于导体棒,

使棒从静止开始运动，到达4处时速度v=4m/s,此时突然将拉力方向变为向左，则之后导体棒向右

运动的最大距离为（）

A.lmB.2mC.3mD.4m

【考向三：电磁感应中的图像问题】

解答图像问题应注意以下几个方面

（1）把握三个关注

如某一过程的起点、终点、转

关注特殊时刻

♦折点的感应电动势是否为零，

或特殊位置

电流方向是否改变

,看电磁感应的发生过程分几个

［关注变化过程）-►阶段，这儿个阶段是否和图像

变化相对应

看图像的斜率大小、图像的曲

［关注变化趋势）♦直是否和物理过程相对应，分

析大小和方向的变化趋势

（2）掌握两个常用方法

①排除法：定性分析电磁感应过程中某个物理量的变化趋势、变化快慢，特别是分析物理

量的方向（正、负），排除错误的选项。这种方法能快速解决问题，但不一定对所有问题都

适用。

②函数关系法：根据题目所给的条件写出物理量之间的函数关系，再对图像作出判断，这

种方法得到的结果准确、详细，但不够简捷。

11.（2023大湾区二模）如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发

射导管内.闭合开关S后，在0〜灯内驱动线圈的电流法随时间f的变化如图乙所示.在这段时间内，

下列说法中正确的是（）

O

乙

A.驱动线圈内部的磁场水平向左

B.发射线圈内部的感应磁场水平向左

C.t=0时发射线圈所受的安培力最大

D.r=击时发射线圈中的感应电流最大

12.（2024辽宁模拟预测汝口图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向成60。角斜向下的匀强磁场中，匀强磁

场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，

除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒仍在水平外力作用下始终处于静止状态。规定a-b的方

向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，安培力的正方向，则在0〜力时间内，能正确反

映电阻R的热功率P、流过导体棒ab的电流入导体棒演所受水平外力尸及安培力心随时间r变化

的图像的是（）

13.如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为小半径为r,总电阻为R,线圈平

面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中，t=0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度2随

时间，的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

甲乙

A.在0〜2加的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向

B.在。〜2fo的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下

C.在（W。的时间间隔内线圈中感应电流的大小为喘

时线圈受到的安培力的大小为第鲁

D.

14.（2024云南师大附中高三校考）如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，水平向右匀速运动,

穿过宽度为1的匀强磁场区域，三角形两直角边长度为2d,线框中产生随时间变化的感应电流i,下列

图形正确的是（）

11.（2024广东广州二模）为了模拟竹蜻蜓玩具闪闪发光的效果，某同学设计了如图11甲所示的电路。半径为

a的导电圆环内等分为四个直角扇形区域，I、II区域内存在垂直环面向里的匀强磁场，磁感应强度大

小为B。长度为a、电阻为r的导体棒OP以角速度。绕。点逆时针匀速转动，t=0时OP经过图示位

置。。尸通过圆环和导线与导通电阻为R的发光二极管（LED）相连，忽略其他电阻。

2万

•->--

乙

（1）求。尸切割磁感线过程中，通过二极管的电流大小和方向;

⑵在图乙中作出0〜言时间内通过二极管的电流随时间变化的图像（规定从M到N为正方向，不用写

分析和计算过程）。

【考向四：电磁感应中的动力学和能量问题】

1.电磁感应综合问题的解题思路

用法拉第电磁感应定律（E=n等或

「'源”的分析卜E=B/『）确定电动势的大小，用楞次

定律或右手定则判断电动势的方向

［“路”的分析卜［画等效电路图卜求感应电流上寻

［“力”向分析卜［安培力F=B〃）——■（合夕卜力Fq=ma］

「运动”的分析卜［运动状态］——4加速度a

「能鼠”的分析H分析研究过程中能量转化关系列方程］

2.求解焦耳热。的三种方法

（1）焦耳定律：Q=pRt,适用于电流恒定的情况。

（2）功能关系：。=亚克安（W克安为克服安培力做的功）。

（3）能量转化：0=AE（其他能的减少量）。

16.（多选）（2024山东烟台统考一模）如图所示，水平面内有两根间距为d的光滑平行导轨，右端接有电容为C

的电容器。一质量为根的导体棒固定于导轨上某处，轻绳一端连接导体棒，另一端绕过定滑轮下挂一

质量为M的物块。由静止释放导体棒，物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平

面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2,不计导体棒和导轨的电阻，忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导

体棒运动过程中电容器未被击穿，导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直，重力加速度为g,则在物块

由静止下落高度为h的过程中（）

A.物块做加速度逐渐减小的加速运动

B.物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功

Mg(m+B2d2c)

轻绳的拉力大小为

C.M+m+B2d2C

D•电容器增加的电荷量为CB7M+潸*C

17.（2024湖南模拟预测）如图所示，有一正方形匀质金属框，其质量为相，边长为L距离金属框下底边X

处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L左右宽度足够大。把该金属框在

垂直磁场的平面内以初速度W水平无旋转抛出（金属框下端保持水平），设置合适的磁感应强度大小8,

使其匀速通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变

B.金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgL

C.仅改变H,金属框仍能匀速通过磁场

D.仅改变vo，金属框仍能匀速通过磁场

18.如图甲所示，倾角a=30。、宽度L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值R

=1.0。的定值电阻，金属杆的电阻r=0.25d质量机=0.2kg,整个装置处于垂直轨道平面向下

的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流，•和时间f的关系如图乙所

示，已知f=3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0〜3.2s内金属杆下滑的

距离s=2m(g=10m/s?)。求：

电流

传感器R,

【：-计-算--机.)1N