文档内容
专题 13 电磁感应
目录
0
1考情透视·目标导航 3
02知识导图·思维引航................................................................................................................................4
03核心精讲·题型突破................................................................................................................................5
题型一 楞次定律 法拉第电磁感应定律的应用......................................................................................5
【核心精讲】................................................................................................................................................................................5
一、 楞次定律和右手定则......................................................................................................................................................5
二、 法拉第电磁感应定律......................................................................................................................................................5
三、 动生电动势.........................................................................................................................................................................6
【真题研析】................................................................................................................................................................................7
【命题预测】................................................................................................................................................................................8
考向一 楞次定律和右手定则的应用....................................................................................................................................8
考向二 法拉第电磁感应定律的应用....................................................................................................................................9
考向三 动生电动势的求解....................................................................................................................................................10
题型二 电磁感应的图像问题................................................................................................................11
【核心精讲】.............................................................................................................................................................................11
一、 电磁感应常见图像问题的种类及分析方法..........................................................................................................11
二、 电磁感应图像类选择题的常用解法........................................................................................................................11
【真题研析】.............................................................................................................................................................................11
【命题预测】.............................................................................................................................................................................13
考向一 Φ-t图像和B-t图像................................................................................................................................13
考向二 i-t图像和E-t图像..................................................................................................................................13
考向三 U-t图像...................................................................................................................................................15
考向四 v-t图像和a-t图像.................................................................................................................................16
题型三 电磁感应的电路问题................................................................................................................17【核心精讲】.............................................................................................................................................................................17
一、 电磁感应中电路知识的关系图.................................................................................................................................17
二、“三步走”分析电路为主的电磁感应问题............................................................................................................18
【真题研析】.............................................................................................................................................................................18
【命题预测】.............................................................................................................................................................................19
考向一 动生电动势的电路问题..........................................................................................................................................19
考向二 感生电动势的电路问题..........................................................................................................................................20
题型四 电磁感应的动力、能量综合问题...............................................................................................21
【核心精讲】.............................................................................................................................................................................21
一、 电磁感应的动力学问题处理方法............................................................................................................................21
二、电磁感应的能量问题处理方法...................................................................................................................................22
【真题研析】.............................................................................................................................................................................22
【命题预测】.............................................................................................................................................................................23
考向一 电磁感应的动力学问题..........................................................................................................................................24
考向二 电磁感应的能量问题...............................................................................................................................................25
命题统计
2024年 2023年 2022年
命题要点
2024·湖南卷·T4 2023·湖北卷·T5 2022·河北卷·T5
楞次定律、法拉
热 2024·广东卷·T4 2022·广东卷·T10
第电磁感应定律
考 2022·山东卷·T12
角
2024·全国甲卷·T8 2023·辽宁卷·T4 2022·河北卷·T8
度 电磁感应中的电
路和图像问题 2024·山东卷·T82024·河北卷·T14 2023·北京卷·T9 2022·湖南卷·T10
2024·辽宁、吉林、黑龙江卷·T9 2023·广东卷·T14 2022·重庆卷·T7
2024·山东卷·T11 2023·山东卷·T12 2022·湖北卷· T11
电磁感应中的动
2024·安徽卷·T15 2023·天津卷·T11
力和能量问题
对楞次定律和法拉第电磁感应定律的考查形式多以选择题的形式，题目较
命题规律 为简单。对利用动力学和能量观点处理电磁感应问题的考查较为频繁，题目的
形式有选择题也有计算题，不管那种题型，题目的难度都较大
预测2025年高考对于楞次定律和法拉第电磁感应定律的考查还是会以选择
考向预测 题的形式出现，要重点关注对线框类、单棒类模型的动力学和能量问题的计算
题中的应用。
命题情景 以单帮类、线框类、现代科技应用为情景
常用方法 应用动力学和能量守恒的观点方法
内容：增
反减同
楞次 右手定则：磁感线穿手心，拇指运动
定律 方向，四指电流方向
公
式：
感生电
动势 电荷
量：
法拉第电磁 平动电动势：
电磁 感应定律 E=BLv
动生电
感应
动势 转动电
动势：
确定电源：电动势
大小和方向
电路分析：画出
等效电路
受力分析：分析各种
动力学和能
场力和接触力
量问题 运动分析：根据受力分
析判断运动状态题型一 楞次定律 法拉第电磁感应定律的应用
一、 楞次定律和右手定则
1.楞次定律及应用
楞次定律中“阻碍”的含义 “四步法”判断感应电流方向
2.右手定则的理解和应用
(1)右手定则适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
(2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。(3)右手定则应用“三注意”：
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
二、 法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律
(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式E＝n求的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。
(3)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量 Φ的大小、变化量
ΔΦ的大小没有必然联系。
(4)磁通量的变化率对应Φt图线上某点切线的斜率。
(5)通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。
(6)感应电动势E＝S 中的S 为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。
有效 有效
2.感应电流电荷量的求法
公 式 说 明
①由于导体棒匀速切割磁感线产生感应电动势而使得闭
合回路中的电流恒定，根据电流定义式可知q＝It。
q＝It，式中I为回路中的恒定电
方法1
流，t为时间。
②闭合线圈中磁通量均匀增大或减小且回路电阻保持不
变，则电路中的电流I恒定，时间t内通过线圈横截面
的电荷量q＝It。
①闭合回路中的电阻R不变，并且只有磁通量变化为电
q＝n。其中R为回路电阻，ΔФ
路提供电动势。
方法2 为穿过闭合回路的磁通量变化
②从表面来看，通过回路的电荷量与时间无关，但 ΔФ
量。
与时间有关，随时间变化。
Δq＝C·ΔU＝CBLΔv，式中 C 为
在匀强磁场中，电容器接在切割磁感线的导体棒两端，
电容器的电容，B为匀强磁场的
不计一切电阻，电容器两极板间电压等于导体棒切割磁
方法3 磁感应强度，L为导体棒切割磁
感线产生的感应电动势E，通过电容器的电流I＝＝，
感线的有效长度，Δv为导体棒切
又E＝Blv，则ΔU＝BLΔv，可得Δq＝CBLΔv。
割速度的变化量。三、 动生电动势
1.E=Blv的三个特性
正交性 本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直
公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度，如图中ab
有效性
E＝Blv中的速度v是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意
相对性
速度间的相对关系
2.动生电动势的三种常见情况
情景图
一段直导线(或等效成直导 绕与B垂直的轴转动的导
研究对象 绕一端转动的一段导体棒
线) 线框
表达式 E＝BLv E＝BL2ω E＝NBSωsin ωt
1．（2024·广东·高考真题）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
【技巧点拨】
根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决于磁通量的变化快慢
2．（2024·福建·高考真题）拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边
镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环
边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域
垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为
B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（ ）
A．0 B．kπR2 C．2kπr2 D．2kπR2
【技巧点拨】
（1）根据法拉第电磁感应定律求电动势大小，明确闭合回路磁场的有效面积多大；
（2）根据法拉第电磁感应定律求电动势大小，明确铜丝构成的“莫比乌斯环”的匝数。
考向一 楞次定律和右手定则的应用
3．（2024·云南·模拟预测）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b
点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释
放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（ ）A．磁体做简谐运动
B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上
C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零
D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针
4．（2024·陕西西安·模拟）如图所示为旋转磁体发电机简化模型，线圈静止，磁体按图示顺时针方向旋转，
A和C图中磁体和线圈平面平行，B图中磁体偏向左上方，D图中磁体和线圈平面成一定夹角，则下列4
个线圈中产生的感应电流方向（图中线圈箭头方向）正确的是（ ）
A． B． C． D．
考向二 法拉第电磁感应定律的应用
5．（2024·江西·一模）如图，一正方形金属线圈用绝缘细绳悬挂于O点，线圈的匝数为n、边长为a、总
质量为m、总电阻为r，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。Δt时间内，磁感应强度的方向始
终垂直线圈平面向里，大小由B均匀增加到2B，绳子始终保持绷紧状态，重力加速度大小为g，则这段时
间内，下列说法正确的是（ ）
A．金属线圈中电流大小恒为nBa2
rΔt
B．金属线圈中电流方向为顺时针
C．金属线圈受到安培力保持不变
D．绳子受到拉力小于金属线圈重力mg，并逐渐减小
6．（2024·浙江绍兴·一模）如图甲所示，一圆心位于O点的圆形导线框半径r=1m，电阻R=5Ω，某时刻起，
在导线框圆形区域内加一垂直线框平面的磁场，方向向里为正，磁感应强度大小随时间正弦规律变化如图
乙所示。已知当磁场变化时，将产生涡旋电场，其电场线是在线框平面内以O为圆心的同心圆，同一条电
场线上各点的电场强度大小相等，计算时取π2=10。下列说法正确的是（ ）A．0~1s内，线框中产生的感应电动势增大
B．线框最大瞬时热功率为P=5W
4
C．0~2s内，通过线框的电荷量为 C
π
D．电荷沿圆心为O、半径为rʹ（rʹL。现金属线框在一恒力F作用下向右运动，并通过磁场区域。以v表示线框运动的速度，从线框
AB边进入磁场开始计时，到线框CD边离开磁场计时结束，则这段时间内，下列线框的速度随时间变化的
关系图中，不可能的是（ ）
A． B．C． D．
18．（2024·江苏镇江·三模）如图，边长为L的正方形金属线框，先做自由落体，刚进下方高度为2L的匀
强磁场时，恰好做匀速运动。设线框底边离开磁场下边界的距离为x，线框加速度为a（以竖直向上为正方
向），不计空气阻力，下列图像不可能的是（ ）
A． B．
C． D．
题型三 电磁感应的电路问题
一、 电磁感应中电路知识的关系图二、 “三步走”分析电路为主的电磁感应问题
19．（2024·江西·一模）如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的
匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O
的轴匀速转动，a,b端正好与圆环保持良好接触。以下说法正确的是（ ）
A．图示位置处杆O点电势高于b点电势
1
B．a、b两点的电势差U = Bd2ω
ab 12
C．转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比2∶1D．杆转动一圈时段内通过杆的电荷量为πBd2
3R
【技巧点拨】
（1）明确等效电源，并求出等效电源的电动势；
（2）画出等效电路图，明确电路各部分的连接方式。
20．（2024·甘肃·模考）如图所示，半径为L的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的
金属轴以角速度 逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC，辐条互成
ω 120∘
角。在圆环圆心角 的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小
∠MON=120∘
为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷P和导线与一个阻值也为r的定值电阻 相连，定值电阻 的另一
R R
0 0
端通过导线接在圆环的中心轴上，在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．金属辐条OA、OB、OC进出磁场前后，辐条中电流的大小不变，方向改变
2
B．定值电阻R 两端的电压为 BL2ω
0 5
C．通过定值电阻 的电流为BL2ω
R
0 8r
D．圆环转动一周，定值电阻 产生的热量为πB2L2ω
R
0 96r
【技巧点拨】
（1）明确等效电源和画出等效电路图，求出等效电源电动势后，利用闭合电路欧姆定律求出定值电阻电
压；
（2）利用焦耳定律求热量。考向一 动生电动势的电路问题
21．（2024·内蒙古·模拟预测）如图所示，一个直径为L，电阻为r的半圆形硬导体棒AB，在水平恒力F
作用下，沿光滑固定水平U形框架匀速运动，该区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为
B，框架左侧接电阻R，导轨电阻不计，则半圆形导体棒的速度大小和BA间的电势差U 分别为（ ）
BA
F
A． (R+r)， F
πL 2 r
B2 ( ) BL
2
F
B． (R+r)， F
πL 2 − r
B2 ( ) BL
2
C． F
(R+r)
， F
R
B2L2 BL
D． F
(R+r)
，
−
F
R
B2L2 BL
22．（2024·湖南·模拟预测）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁
感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，匀质圆环总电阻为R，另一端固
定在竖直导电转轴 上，随轴以角速度 匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容
OO′ ω
为C、板间距为d的平行板电容器，当导体棒转到A点时，有一带电微粒在电容器极板间恰好加速度为
0。已知重力加速度为g，不计金属棒电阻及其它电阻和摩擦，不考虑电容器充放电对电路的影响，下列说
法不正确的是（ ）1
A．棒产生的电动势为
Br2ω
2
B．微粒的电荷量与质量之比为 2dg
Br2ω
C．电阻消耗的最小电功率为2B2r4ω2
25
D．电容器所带的最少电荷量为2Br2ωC
5
考向二 感生电动势的电路问题
23．（2024·河北·一模）如图所示，面积为 的100匝线圈平行纸面放置，其内部存在垂直纸面的磁场，
0.1m2
以垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律为B=2−0.1t(T)。已知线圈的电阻为
4Ω，定值电阻R的阻值为6Ω，其余电阻不计。在0~10s内，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点间的电势差
U =0.6V
ab
B．电阻R上产生的电热为0.3J
C．流过电阻R的电流为0.1A
D．通过电阻R的电荷量为0.1C
24．（2024·广西·模拟预测）如图，学校兴趣小组利用厚度为d、电阻率为ρ的硅钢片制成一个内径为r、
高度为h的圆筒，d<
