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重难点13 电磁感应
（法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用、电磁感应中的电路和图
像问题、三大力学观点在电磁感应中的应用）
考点分析
三年考情分析
2025 命题热点
法拉第电磁感应定
律和楞次定律的应
用
2024：北京卷、江苏卷、广东卷、甘肃卷
2023：海南卷、湖北卷、江苏卷
2022：河北卷、广东卷、山东卷
1、法拉第电磁感应定律
和楞次定律的应用
2、电磁感应定律的综合
应用
电磁感应中的电路
和图像问题
2024：北京卷、全国甲卷
2023：全国甲卷、辽宁卷
2022：河北卷、全国乙卷、全国甲卷
三大力学观点在电
磁感应中的应用
2024：广西卷、江西卷、湖南卷、黑吉辽
卷、山东卷、河北卷、湖北卷
2023：广东卷、山东卷、辽宁卷
2022：湖北卷、湖南卷
【课标要求】
1.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。
2.会分析电磁感应中的图像问题。
3.会分析电磁感应中得动力学问题。
【考查方向】
本专题知识不仅是高考必考点，而且考查呈现多样性，不仅有在选择题中，对基本内
容，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培定则等知识的考查，还有在选择题和计算题中
对感应电动势问题中的图像问题，与闭合电路欧姆定律相结合的电路问题，与动力学、功能
关系相结合问题等，进行综合考察；常考的模型有杆一轨模型、线框模型等。
【备考建议】
复习中要注意：熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计
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算；掌握电磁感应知识与电路相结合的问题、与力和运动相结合的问题、与动量守恒及能量
守恒相结合的问题等的分析求解方法。对一些典型模型如杆一轨类问题、线框穿越有界磁场
的问题、电磁感应图像的问题等要分析理解透彻,弄清它们的动力学特点和功能关系。
【情境解读】
电磁感应基本概念与规律考查情境
感应电流产生条件及方向判断：常以线圈在磁场中运动、磁铁在线圈中进出等情境，考
查考生对产生感应电流条件的理解，以及运用楞次定律判断感应电流方向的能力。
法拉第电磁感应定律应用：通过改变磁通量的方式，如磁场强度变化、线圈面积变化、
线圈与磁场夹角变化等，结合法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
电磁感应与电路、图像综合考查情境
电磁感应电路分析：给出导体棒在磁场中切割磁感线或线圈在磁场中运动的情境，要求
考生分析等效电路，确定电源部分、内阻，运用闭合电路欧姆定律计算电流、电压等物理
量。
电磁感应图像问题：以导体棒在导轨上的运动、线框通过有界磁场等为背景，给出速度
图像、电流图像、安培力图像等，要求考生根据电磁感应规律分析物理过程，判断图像的正
误或根据图像信息求解相关物理量。
电磁感应与动力学综合考查情境
导体棒在磁场中运动分析：常见情境是导体棒在光滑或粗糙导轨上，在磁场中受安培力
和其他外力作用而运动，需要考生运用牛顿第二定律、共点力平衡条件等力学规律分析导体
棒的加速度、速度、位移等物理量。
线框在磁场中运动问题：线框在磁场中可能会受到安培力、重力、弹力等多种力的作
用，其运动情况较为复杂，如线框在磁场中自由下落、在磁场中摆动等，需要考生综合运用
电磁感应和动力学知识进行分析。
电磁感应与能量、动量综合考查情境
电磁感应中的能量转化与守恒：以导体棒在磁场中运动或线框通过有界磁场等情境，分
析能量的转化过程，如机械能转化为电能、电能转化为内能等，运用能量守恒定律求解焦耳
热、机械能的变化等物理量。
电磁感应与动量定理、动量守恒定律结合：当导体棒在磁场中受到安培力作用时，安培
力的冲量会使导体棒的动量发生变化，可结合动量定理求解运动时间、位移等物理量。
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【高分技巧】
一、电磁感应中电路知识的关系图
二、电磁感应中的图像问题
电磁感应中图像问题的解题思路：
(1)明确图像的种类，即是B－t 图还是Φ－t 图，或者E－t 图、I－t 图等；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．
三、电磁感应中的动力学问题
1．导体的两种运动状态
(1)平衡状态——加速度为0——静止状态或匀速直线运动状态．（根据平衡条件列式分析）
(2)非平衡状态——加速度不为零．（根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析）
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2．导体常见运动情况的动态分析
v
↓
E＝Blv
↓
I＝
↓
F 安＝BIl
↓
F 合
若F 合＝0
匀速直线运动
若F 合≠0
↓
F 合＝ma
a、v 同向
v 增大，若a 恒定，拉力F 增大
v 增大，F 安增大，F 合减小，a 减小，做
加速度减小的加速运动，减小到a＝0，
匀速直线运动
a、v 反向
v 减小，F 安减小，a 减小，当a＝0，静
止或匀速直线运动
四、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
（1）焦耳定律：Q＝I2Rt，电流、电阻都不变时适用
（2）功能关系：Q＝W 克服安培力，任意情况都适用
（3）能量转化：Q＝ΔE 其他能的减少量，任意情况都适用
三、电磁感应中的动量问题
1．动量观点在电磁感应现象中的应用
(1)对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况，如果两棒所受的外力之和为零，则考虑应
用动量守恒定律处理问题；
(2)由
·Δt＝m·Δv、q＝·Δt 可知，当题目中涉及电荷量或平均电流时，可应用动量定理来
解决问题．
2．安培力对时间的平均值的两种处理方法
力对时间的平均值和力对位移的平均值通常不等。力对时间的平均值可以通过作 F-t 图象，
求出曲线与 t 轴围成的面积（即总冲量），再除以总时间，其大小就是力对时间的平均值¯Ft
。
（1）角度一 安培力对时间的平均值求电荷量
安培力的冲量公式是
FΔt=BIL Δt=BLq=BL ΔΦ
R ，这是安培力在电磁感应中的一个重要推论。感
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应电流通过直导线时，直导线在磁场中受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的
大小为F=BIL。在时间△t 内安培力的冲量
根据电流的定义式
¯I=q
t ，式中q 是时间t 内通过导体截面的电量
欧姆定律
¯I= ¯E
R ，R 是回路中的总电阻
电磁感应中
¯E= Δφ
Δt 可以得到安培力的冲量公式，此公式的特殊性决定了它在解题过程中的特
殊应用。
（2）角度二 安培力对时间的平均值求位移
安培力的冲量公式是
①
闭合电路欧姆定律
②
平均感应电动势：
③
位移：
④
联立 ①②③④
得
这是安培力在电磁感应中的又一个重要推论。
一、单选题
1．（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
的硅钢片制成一
个内径为r、高度为h 的圆筒，
。已知圆筒所在处有沿轴线竖直向上方向的磁场，磁感
应强度随时间变化的规律为
（k 为常数）。下列说法正确的是（ ）
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A．硅钢片中感应电流的方向为从上往下看逆时针方向
B．硅钢片中感应电动势大小随时间成正比变化
C．硅钢片中感应电流大小为
D．硅钢片的发热功率为
2．（2025·陕西宝鸡·一模）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab
从距地面高为h 处，以水平初速度
抛出。设运动的整个过程中棒的取向不变，且不计空气
阻力，则落地时金属棒a、b 两端产生的感应电动势和电势高低，判断正确的是（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
3．（2024·浙江台州·一模）如图是我国研制的超导型核磁共振仪（MRI）。在圆筒状机器内
部，通电的超导型线圈能在受检者周围制造高强度磁场环境，借由高频无线电波的脉冲撞击
身体细胞中的氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核会
将吸收的能量释放出来，按特定频率发出射频电信号，被电脑收录并加以分析，继而转换成
2D 影像。下列说法正确的是（ ）
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A．超导线圈的电流产生高强度磁场是电磁感应现象
B．无线电波是电磁波，传播需要介质，不能在真空中传播
C．无线电波脉冲激发身体的氢原子核应用了电流的磁效应
D．检查过程中会产生高强度磁场，所以受检者不能携带铁磁性金属佩件
4．（2024·北京西城·二模）如图所示，软铁环上绕有M、N 两个线圈，线圈M 与直流电源、
电阻和开关S1相连，线圈N 与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ）
A．保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向
B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由
C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由
D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流
5．（2024·四川成都·模拟预测）如图甲所示，金属圆环和金属线框相互靠近且固定在水平面
上，金属棒
放在金属线框上，圆环、端接如图乙所示的正弦交变电流，金属棒
始终
保持静止。以图甲中的电流方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．
内，金属棒中的感应电流方向为
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B．
内，金属棒受到水平向左的静摩擦力
C．时刻，金属棒受到的安培力最大
D．
内，金属棒中的感应电流先减小后增大
6．（2024·浙江·一模）“福建舰”是我国第一艘采用电磁弹射装置的航空母舰。如图是某实
验小组做的弹射模拟装置，首先将单刀双掷开关打到a，用电动势为E 的电源给电容为C 的
电容器充电。电容器充满电后开关打到b，驱动线圈通电产生磁场，同时发射线圈从绝缘且
内壁光滑的发射管道内弹射出去。下列说法正确的是（ ）
A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右
B．开关打到b 的瞬间，发射线圈中的感应电动势最大
C．开关打到b 的瞬间，驱动线圈的自感电动势最小
D．开关打到b 的瞬间，发射线圈的安培力最大
二、多选题
7．（2024·全国·模拟预测）如图所示的甲、乙电路中，
、
为两盏完全相同的灯泡，
、
是自感系数很大、直流电阻值大于灯泡阻值的自感线圈，
为电源，
、
为开关，在演
示自感现象的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关
时，通过
电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定
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B．闭合开关
时，通过
电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定
C．断开开关
时，通过
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
D．断开开关
时，通过
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
8．（2025·全国·模拟预测）某学习小组研究线框通过磁场时产生的阻尼与线框形状等因素的
关系。光滑绝缘水平面上宽度为L 的区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，一
周长为
的线框
，质量为m。①如图所示，线框为正方形时，初速度为
，
边平行磁
场边界进入磁场，线框离开磁场时的速度是进入磁场时的一半。②线框为矩形，初速度不变，
左、右边长为
。下列说法正确的是（ ）
A．①情况下线框进入磁场过程安培力的冲量大小为
B．①情况下线框穿出磁场过程产生的电热为
C．②情况下线框穿出磁场的速度大小为
D．②情况下整个过程线框产生的电热为
9．（2024·河北·模拟预测）如图所示，两根平行金属导轨MN 和PQ 放在水平面上，导轨左
端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，
相距一段距离而不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感应强度大小为B，方向
竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。两磁场沿导轨长度均为必质量均
为m、接入电路中电阻均为R 的金属棒ab 和ef 垂直导轨放置，金属棒ef 置于磁场Ⅱ的右边界
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处（边界处存在磁场）。现将金属棒ab 从弯曲导轨上某一高度为
处由静止释放，使其沿导
轨运动。金属棒ab 在离开磁场Ⅰ前已经匀速。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触
良好。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒ab 下滑刚进入磁场Ⅰ时，ef 中的电流方向为
B．金属棒ab 下滑刚进入磁场Ⅰ瞬间，ef 中的电流大小
C．金属棒ab 在磁场Ⅰ内运动的过程中，回路中产生的焦耳热
D．若金属棒ab 以速度
进入磁场Ⅰ，经过时间
从磁场Ⅰ穿出，则在这段时间内通过ef
横截面的电荷量
10．（2024·河北·模拟预测）如图所示的装置水平置于竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀
强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两副平行且光滑的导轨间距分别为d 与2d。材质均
匀的导体棒b、c 的长度均为2d、电阻均为R、质量均为m，垂直置于导轨上，导轨足够长且
不计电阻。从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程中，下列说法正确的是（ ）
A．稳定前b、c 棒均做加速度减小的加速运动
B．稳定前b、c 棒的加速度大小始终相同
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C．稳定时导体棒b 的速度大小为
D．导体棒b 中产生的焦耳热为
11．（2024·云南·模拟预测）直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而
运动．如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为L 的平行导轨固定在水平面内，
导轨左端接有电动势为E、内阻为r 的直流电源，导轨电阻不计；质量为
、长为L 的导体
棒
垂直导轨放置，导体棒
电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止
在地面上的质量为m 的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒
与滑轮间的细线水
平．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．已知导体棒
距离导
轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为g，不计一切摩擦．闭合开
关S 后，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S 瞬间，重物的加速度大小为
B．导体棒最终的速度大小为
C．要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为
D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒所做的功等于系统增加
的机械能与回路产生的焦耳热之和
12．（2024·贵州黔东南·三模）如图甲所示，足够长的两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平
面上，导轨间距l=1m，空间中有垂直导轨平面向里的均匀分布的磁场（图中未画出），导轨
的左端接阻值R=1.5Ω 的电阻，一长l=1m，阻值r=0.5Ω，质量m=1kg 的导体棒垂直放置在距
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导轨左侧x0=2m 处。从t=0 时刻开始，导体棒在外力F 作用下向右做初速度为零的匀加速直
线运动，v-t 图像如图丙所示，同时导轨间的磁场按如图乙所示规律变化，导体棒始终垂直金
属轨道并与金属轨道接触良好。则( )
A．0~0.5s 内F 的大小恒定
B．0~0.5s 内F 的冲量大小为
C．t=0.75s 时回路中的感应电流方向俯视为顺时针方向
D．0~1s 内通过定值电阻R 的电荷量为0.5C
13．（2024·山东·模拟预测）如图所示，倾角为、间距为d 的光滑导轨的上端连接一自感系
数为L 的线圈，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，现将一根
质量为m 的导体棒从导轨上某处由静止释放，由于电路中的总电阻极小，此后导体棒在导轨
上做简谐运动，导体棒的最大速度等于圆频率与振幅的乘积，即
，重力加速度大小为
g，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒做简谐运动的振幅为
B．回路中的最大电流为
C．导体棒的最大动能为
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D．导体棒做简谐运动的周期为
三、解答题
14．（2024·陕西宝鸡·模拟预测）如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在
CD 处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF 内存在方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强
磁场。现将多根长度也为L 的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h 的PQ 处由静止释放（释放
前棒均未接触导轨），释放第
根棒时，第
根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量
均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，
且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒
与导轨接触良好。求
(1)第3 根棒刚进入磁场时的加速度大小？
(2)第n 根棒刚进入磁场时，第1 根棒的热功率？
15．（2024·海南儋州·模拟预测）如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场区竖直
宽度为h，磁场方向水平向里。竖直平面内有一等腰梯形导线框，底边水平，其上下边长之
比为5:1，高为2h。现使线框AB 边在磁场边界L1的上方h 高处由静止自由下落，当AB 边刚
进入磁场时加速度恰好为0，在DC 边刚要进入磁场前的一小段时间内，线框做匀速运动。重
力加速度为g。
(1)如果已知磁感应强度为B，导线框电阻为R，AB 长为l，求线框的质量；
(2)求在DC 边进入磁场前，线框做匀速运动时的速度大小与AB 边刚进入磁场时的速度大小之
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比；
(3)求DC 边刚进入磁场时，线框加速度的大小。
16．（2024·陕西商洛·模拟预测）如图，水平面内固定有平行长直金属导轨ab、cd 和金属圆
环；金属杆MN 垂直导轨静止放置，金属杆OP 一端在圆环圆心O 处，另一端与圆环接触良
好。水平导轨区域、圆环区域有等大反向的匀强磁场。OP 绕O 点逆时针匀速转动；闭合K，
待MN 匀速运动后，使OP 停止转动并保持静止。已知磁感应强度大小为B，MN 质量为m，
OP 的角速度为ω，OP 长度、MN 长度和平行导轨间距均为L，MN 和OP 的电阻阻值均为r，
忽略其余电阻和一切摩擦，求：
（1）闭合K 瞬间MN 所受安培力大小和方向；
（2）从OP 停止转动到MN 停止运动的过程，MN 产生的焦耳热。
17．（24-25 高三上·安徽·阶段练习）如图所示，间距为d、足够长的光滑平行金属导轨倾斜
放置，导轨与水平面之间的夹角θ = 30°。a、b 两根长均为d 的金属棒垂直于导轨放置，a、b
之间用一长为d 的绝缘轻质细线相连，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。开始
时金属棒a 固定，细线被拉直。已知a 的质量为m，电阻为R，b 的质量为2m，电阻为2R，
重力加速度为g，金属棒与导轨接触良好，不计导轨的电阻以及空气阻力。
(1)若磁感应强度B = kt（k > 0），求从t = 0 开始经过多长时间，细线中开始没有拉力；
(2)若已知磁感应强度大小为B0且不变，剪断细线，当b 棒沿导轨下滑距离s 时，速度达到最
大值，求该过程a 棒中产生的热量；
(3)在（2）问条件下，当b 棒速度刚达到最大时，释放a 棒，求a 棒加速度为b 棒2 倍时，整
个回路的电功率。
18．（2024·广西柳州·一模）如图1 所示，倾角为
的斜面上平行放置两根足够长金属导
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轨，间距为
，导轨下端接一阻值为
的定值电阻，一质量为
的金属杆
垂直放在导轨上，通过一根不可伸长的绝缘细绳跨过光滑定滑轮与质量为
的重物连
接，整个空间有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小
．已知金属杆与导轨间
的动摩擦因数为
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，除R 外，其余电阻不计，
，
g 取
。现由静止释放重物，求：
(1)刚释放重物的瞬间，金属杆的加速度大小；
(2)金属杆的最大速度和达到最大速度后电阻R 消耗的电功率；
(3)若将定值电阻换成电容为C 的电容器，如图2 所示，电容器初始不带电，重新由静止释放
重物，金属杆向上运动的加速度是否恒定？若恒定，请证明并求出加速度的表达式；若不恒
定，也请证明。
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