文档内容
选择 8 电磁感应高频问题
考点内容 考情分析
考向一 电磁感应现象 楞次定律 高考对于这部分知识点主要以常见模型
考向二 电磁感应中的电路与图像问题 为背景，通过创新情景灵活出题，其本
考向三 电磁感应中的功能转化 质与常规无异。强化对物理基本概念、
考向四 电磁感应中的冲量 动量问题 基本规律的考查。
1.思想方法
(1)电路分析:明确电源与外电路，可画等效电路图。
(2)受力分析:把握安培力的特点，安培力大小与导体棒速度有关，一般在牛顿第二定律方程里讨论
v的变化影响安培力大小，进而影响加速度大小，加速度的变化又会影响v的变化。
(3)过程分析:注意导体棒进入磁场或离开磁场时的速度是否达到“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转化为电能。
2.模型建构
一、电磁感应中电路综合问题
1.等效电源的分析
(1)用法拉第电磁感应定律算出E的大小。等效电源两端的电压等于路端电压，一般不等于电源
电动势，除非切割磁感线的导体（或线圈）电阻为零。
(2)用楞次定律或右手定则确定感应电动势的“方向”，从而确定电源正负极。感应电流方向是电
源内部电流的方向，要特别注意在等效电源内部，电流由负极流向正极。
(3)明确电源内阻r。
2.电路结构的分析
(1)分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效的电路图。(2)应用闭合电路的欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。
二、分析线框在磁场中运动问题的两大关键
1.分析电磁感应情况：弄清线框在运动过程中是否有磁通量不变的阶段，线框进入和穿出磁场的
过程中，才有感应电流产生，结合闭合电路的欧姆定律列方程解答。
2.分析导线框的受力以及运动情况，选择合适的力学规律处理问题：在题目中涉及电荷量、时间
以及安培力为变力时应选用动量定理处理问题；如果题目中涉及加速度的问题时选用牛顿运动定律
解决问题比较方便。
三、电磁感应中的能量问题
1.电磁感应中的能量转化
2.求解焦耳热Q的三种方法
四、电磁感应与动量、能量问题结合
在导体单杆切割磁感线做变加速运动时，若牛顿运动定律和能量观点不能解决问题，可运用动
量定理巧妙解决问题
求解的物理量 应用示例
电荷量或速度 －BLΔt＝mv－mv，q＝Δt.
2 1
位移 －＝0－mv，即－＝0－mv
0 0
－BLΔt＋F Δt＝mv－mv
其他 2 1
时间
即－BLq＋F Δt＝mv－mv
其他 2 1已知电荷量q、F (F 为恒力)
其他 其他
－＋F Δt＝mv－mv，Δt＝x
其他 2 1
已知位移x、F (F 为恒力)
其他 其他
考向一 电磁感应现象 楞次定律
1. （2024•郑州一模）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回
收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强
磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时
刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线
圈，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量为BL2
B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
2. （2024•衡阳县模拟）高速铁路列车通常使用磁刹车系统，磁刹车工作原理可简述如
下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线总垂直射入铝盘时，
铝盘随即减速，如图所示，圆中磁铁左方铝盘的甲区域朝磁铁方向运动，磁铁右方的乙区域朝
离开磁铁方向运动，下列说法中正确的是（ ）A．铝盘甲区域的感应电流会产生垂直纸面向里的磁场
B．磁场与感应电流的作用力，会产生将铝盘减速旋转的阻力
C．感应电流在铝盘产生的内能，是将铝盘减速的最主要原因
D．若将实心铝盘转换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对布满空洞的铝盘减速效果比实心铝盘的效
果更好
3. （2024•衡阳县模拟）如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋
设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、
宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为
0.12A。磁铁的磁感应强度为0.005T，线圈的匝数为5，长为0.2m，电阻为0.5 ，则在列车经
过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ） Ω
A．线圈的磁通量一直增加
B．线圈的电流方向先顺时针后逆时针方向
C．线圈的安培力大小为1.2×10﹣4N
D．列车运行的速率为12m/s
4. （2024•盘锦三模）在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合金属线圈竖直向下
运动，线圈平面始终保持水平。在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间
的距离都比较小。在线圈从位置 A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是
（ ）A．顺时针方向
B．逆时针方向
C．先顺时针方向，后逆时针方向
D．先逆时针方向，后顺时针方向
5. （2024•江苏模拟）两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式，用导线
连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中，电流计B的指针将（ ）
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止不动
D．发生摆动，但不知道电流计的内部结构情况，故无法确定摆动方向
考向二 电磁感应中的电路与图像问题
6. （2024•浙江模拟）在如图所示的磁感应强度大小为 B的匀强磁场中（可随时间变
化），存在一足够大的长方形导轨，并且导轨宽度为1。现导轨中有一电阻和一导体棒（与导
轨接触良好），而导体棒有效切割长度也为1。当导体棒以速度v 向右匀速运动的时候，若导
0
体棒和导轨内部始终无电流，则下列图像可能正确的是（ ）A． B．
C． D．
7. （多选）（2022•新宁县校级三模）如图甲所示，abcd 是匝数为 100 匝、边长为
10cm、总电阻为0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应
强度B随时间t的变化Ω 关系如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．导线圈中产生的是正弦式交变电流
B．在t＝2.5s时导线圈产生的感应电动势为2V
C．在0～2s内通过导线横截面的电荷量为10C
D．在t＝1s时导线圈内电流的瞬时功率为10W
8. （2024•广东三模）我国最新航空母舰福建舰采用了世界上最先进的电磁弹射技术，
装备了三条电磁弹射轨道，电磁弹射的简化模型如图所示：足够长的水平固定金属轨道处于竖
直向下的匀强磁场中，左端与充满电的电容器C相连，与机身固连的金属杆ab静置在轨道上，
闭合开关S后，飞机向右加速。若不计所有阻力和摩擦，回路总电阻R保持不变，下列说法不
正确的是（ ）
A．提高电容器的放电量，可以提高飞机的起飞速度B．飞机运动过程中，a端的电势始终高于b端的电势
C．飞机的速度最大时，金属杆ab产生的感应电动势与电容器两端电压相等
D．飞机的速度达到最大时，电容器所带的电荷量为零
9. （2024•湖北模拟）如图所示，足够长的光滑水平固定金属导轨宽为 L，导轨上静止
放置着质量分别为2m、3m的两根导体棒a、b。现给a一水平向右的初速度v。已知导轨电阻
不计，两导体棒始终与导轨保持垂直且与导轨接触良好，回路的总电阻为R，垂直于导轨平面
向里的匀强磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（ ）
A．a、b稳定前回路中产生顺时针方向的感应电流
3v v
B．a的速度为 时，b的速度为
4 4
3v B2L2v
C．a的速度为 时，b的加速度为
4 2mR
6Rmv
D．从开始到a、b稳定后，a、b间的距离增大了
5B2L2
10. （2024•重庆模拟）如图为某同学设计的电磁弹射装置示意图，平行的足够长光滑水
平导轨MN、PQ间距为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，长度为2L导体棒
ab垂直放在导轨上。单刀双掷开关先打向c，内阻不计电动势为E的电源给电容为C的电容器
充电，充完电后打向d，导体棒ab在安培力的作用下发射出去。阻力不计，下列说法正确的是
（ ）
A．导体棒达到最大速度前，做加速度逐渐增大的加速运动B．导体棒以最大速度发射出去后，电容器储存的电荷量为零
2CEBL
C．导体棒能达到的最大速度为
m+4CB2L2
mCE
D．导体棒达到最大速度时，电容器放出的电荷量为
m+CB2L2
考向三 电磁感应中的功能转化
11. （2024•清江浦区模拟）如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，
导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运
动。在匀速运动过程中外力F做功W ，磁场力对导体棒做功W ，磁铁克服磁场力做功W ，
F 1 2
重力对磁铁做功W ，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为E 。则（ ）
G k
A．W ＝Q B．W ＝Q
1 2
C．W +W ＝Q+E D．W +W ﹣W ＝E
F G k F G 2 k
12. （2024•江苏模拟）如图所示，在光滑水平面上MN右侧区域存在磁感应强度大小为
B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。t＝0时刻，一质量为m、高为a、电阻为R的正三角形
金属线框以速度v从边界MN处进入磁场，最终线框恰好完全进入。在线框运动过程中，下列
说法错误的是（ ）A．线框中的电流始终为逆时针方向
B．t＝0时刻，线框的感应电动势大小为Bav
√3Ba2
C．通过导线横截面的电荷量为
3R
1
D．线框中感应电流产生的焦耳热为 mv2
2
13. （2024•浙江模拟）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方
向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的
宽为L、长为3L、单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂
直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为
1
L，在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为 v，则下列判断正确的是（ ）
3
13B2Lv
A．此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为
24r
16mv
B．此过程中通过线框截面的电量为
5B
4
C．此过程中线框产生的焦耳热为 mv2
9
D．线框刚好可以完全进入右侧磁场
14. （2024•锦江区校级模拟）如图所示，在竖直向下的匀强磁场 B中，将一根水平放置
的金属棒ab以某一水平速度v 抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，
0
不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（ ）
A．机械能保持不变B．感应电动势越来越大
C．a点电势比b点电势高
D．所受重力的功率保持不变
15. （2024•市中区校级三模）如图所示，间距为L的平行导轨固定在水平绝缘桌面上，
导轨右端接有定值电阻，阻值为 R，垂直导轨的虚线PQ和MN之间存在磁感应强度大小为
B、方向竖直向上的匀强磁场，其中导轨的PM和QN段光滑。在虚线PQ左侧、到PQ的距离
L
为 的位置垂直导轨放置质量为m的导体棒，现给处于静止状态的导体棒一个水平向右的恒
2
8√gL
力作用，经过PQ时撤去恒力，此时导体棒的速度大小v = ，经过MN时导体棒的速度
0 5
4√gL
大小v= 。已知恒力大小为3mg，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路
5
R
的电阻为 ，重力加速度为g，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
2
A．导体棒与PQ左侧导轨之间的动摩擦因数为0.66
4m√L
B．导体棒经过磁场的过程中，通过导体棒的电荷量为
5B g
16mgL
C．导体棒经过磁场的过程中，导体棒上产生的热量为
25
6mR
D．虚线PQ和MN之间的距离为 √gL
5B2L2
考向四 电磁感应中的冲量 动量问题
Δv
16. （2024•岳麓区校级模拟）定义“另类加速度”A= ，A不变的运动称为另类匀变
Δx
速运动。若物体运动的A不变，则称物体做另类匀变速运动。如图所示，光滑水平面上一个正方形导线框以垂直于一边的速度穿过一个匀强磁场区域（磁场宽度大于线框边长）。导线框
电阻不可忽略，但自感可以忽略不计。已知导线框进入磁场前速度为 v ，穿出磁场后速度为
1
v 。下列说法中正确的是（ ）
2
A．线框在进入磁场的过程中，速度随时间均匀增加
B．线框在进入磁场的过程中，其另类加速度A是变化的
v +v
C．线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为 1 2
2
D．线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为√v2+v2
1 2
2
17. （多选）（2024•青羊区校级模拟）如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右
两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖
直向下，右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为
R、边长为L的正方形金属线框以速度v 水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场
0
区域时速度为v ，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦
1
因数为 。关于金属线框的运动下列判断正确的是（ ）
μ
A．金属线框从刚进入左磁场区域到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动
1 1
B．金属线框通过两个磁场区域过程中产生的焦耳热为 mv2− mv2−5 mgL
2 0 2 1
μ
nBL2
C．金属线框进入左侧磁场区域过程中，通过金属线框的电荷量为
R
D．若金属线框进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入左侧磁场区域时的
nB2L3
速度为v ﹣2 gt−
0
mR
μ18. （2024•泉州模拟）如图，在水平面上有两条光滑平行导电导轨，匀强磁场垂直于导
轨所在的平面，磁感应强度的大小为B，两根材质相同、长度相等的金属杆P、Q间隔一定的
距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直，杆P质量是杆Q的两倍，两杆与导轨接触良好，导轨电
阻不计。杆P以初速度v 滑向杆Q，为使两杆不相碰，则杆Q固定与不固定两种情况下，最
0
初摆放两杆时的最少距离之比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．3：1 D．1：3
19. （多选）（2024•南宁二模）如图所示，间距L＝1m的粗糙倾斜金属导轨与水平面间
的夹角 ＝37°，其顶端与阻值R＝1 的定值电阻相连，间距相同的光滑金属导轨固定在绝缘
水平面上θ，两导轨都足够长且在AAΩ'处平滑连接，AA'至DD'均是光滑绝缘带，保证倾斜导轨
与水平导轨间电流不通。倾斜导轨处有方向垂直倾斜导轨所在平面向上、磁感应强度大小 B
1
＝0.2T的匀强磁场，水平导轨处有方向竖直向上、磁感应强度大小 B ＝0.5T的匀强磁场。两
2
根导体棒1、2的质量均为m＝0.2kg，两棒接入电路部分的电阻均为 R，初始时刻，导体棒1
放置在倾斜导轨上，且距离AA′足够远，导体棒2静置于水平导轨上，已知倾斜导轨与导体
棒1间的动摩擦因数 ＝0.5。现将导体棒1由静止释放，运动过程中导体棒1未与导体棒2发
生碰撞。取重力加速μ度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，两棒与导轨始终垂直且接
触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒1在倾斜导轨上下滑时做匀加速直线运动
B．导体棒1滑至AA'瞬间的速度大小为20m/s
C．稳定时，导体棒2的速度大小为10m/s
D．整个运动过程中通过导体棒2的电荷量为2C
20. （2023•秀山县校级模拟）如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖直向下，
右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为
L的正方形金属线框以速度v 水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场区域时速度
0
为v ，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦因数为 。
1
关于金属线框的运动下列判断正确的是（ ） μ
nBL2
A．金属线框穿过左侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为
R
B．金属线框从刚进入左磁场区域到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动
1 1
C．金属线框通过两个磁场区域过程中产生的焦耳热为 mv2− mv2−5μmgL
2 0 2 1
D．若金属线框进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入时的速度为
n2B2L3
v −
0 mR
