第12章電磁感應(yīng)-2023年高考物理真題分類解析

I，年高考真IB

分類強(qiáng)化練

第十二章電磁感應(yīng)

20131017

2018年2019年2020年2021年2022年

年

考點(diǎn)全地全地全地全地全地全地全地

國方國方國方國方國方國方國方

卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷

95.電磁感應(yīng)現(xiàn)

象楞次定律的13001020000043

理解及應(yīng)用

96.“三個(gè)定則、

一個(gè)定律”的綜合12100000000022

應(yīng)用

97.法拉第電磁

171001020311314

感應(yīng)定律的應(yīng)用

98.自感、渦

流、電磁驅(qū)動(dòng)和23000000020025

電磁阻尼

99.電磁感應(yīng)中

532030030200108

的圖像問題

100.電磁感應(yīng)中

360100111200510

的動(dòng)力學(xué)問題

101.電磁感應(yīng)中

26000011011048

的電路問題

102.電磁感應(yīng)中

1140100010310219

的能量問題

103.電磁感應(yīng)中

11020101020017

的動(dòng)量問題

104.實(shí)驗(yàn):探究影

響感應(yīng)電流方向OoOOOlOOoOOOOl

的因素

1.命題熱度:本章屬于熱點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容,10年來,從命題頻次上看,全國卷10年33考,地方卷

77考。________________________________________________________________________

2.考查方向:本章知識(shí)不僅是高考必考點(diǎn),而且考查呈現(xiàn)多樣性,不僅在選擇題中,對(duì)基本

內(nèi)容如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培定則、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等知識(shí)的考杳,而且在

選擇題和計(jì)算題中對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)問題中的圖像問題;與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的電路

命題分析與備考問題;與動(dòng)力學(xué)、功能關(guān)系相結(jié)合問題等綜合應(yīng)用問題都是?？键c(diǎn);常考的模型有桿一

建議鋤舞、線框模型等。__________________________________________________________

3.明智備考:復(fù)習(xí)中要注意:熟練掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、感應(yīng)電流方向的判斷、感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算;掌握法拉第電磁感應(yīng)定律及楞次定律與電路相結(jié)合問題、與力和運(yùn)動(dòng)相

結(jié)合問題、與動(dòng)量守恒、能量守恒相結(jié)合的綜合問題的分析求解方法.對(duì)一些典型模

型如桿一軌類問題、線框穿越有界磁場(chǎng)的問題、電磁感應(yīng)圖像的問題等要分析理解

透徹.弄清它們的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)和功能關(guān)系。_________________________________________

第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

5■

考點(diǎn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律的

理解及應(yīng)用

L（2020.全國2,14,6分灘度★）

管道高頻焊機(jī)可以對(duì)由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示,圓

管通過一個(gè)接有高頻交流電源的線圈,線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使圓管中產(chǎn)生交變電

流,電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)

律的發(fā)現(xiàn)者為（D）

A.庫侖B.霍爾

C.洛倫茲D,法拉第

臃曲線圈中的高頻交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng),鋼管處于交變磁場(chǎng)中,由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生

交變電流,交變電流通過接轉(zhuǎn)處,接縫處電阻很大,根據(jù)焦耳定律Q=FRt知,接舞處會(huì)

產(chǎn)生大量的熱量,熔化材料。此焊接過程利用的電磁學(xué)規(guī)律是電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)的

發(fā)現(xiàn)者是法拉第AB、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。

2.（2020.全國3,14,6分,難度★★）

如圖所示,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓

環(huán)初始時(shí)靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到

⑻

A.撥至必端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)

B.撥至必端或,V端,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)

C.撥至豺端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng),撥至/V端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)

D.撥至4端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)

糜本題以螺線管為背景,意在考查楞次定律。開關(guān)S無論撥至M端還是N端,螺線

管中的磁通量都變大,則右邊金屬圓環(huán)中的磁通量變大,根據(jù)楞次定律,為了阻礙磁通

量變大,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確。

3.（2019.全國3,14,6分,難度★）楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體

體現(xiàn)？（D）

A.電阻定律B.庫侖定律

C.歐姆定律D.能量守恒定律

的增反減同,來拒去留,都反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中安培力做負(fù)功才巴其他形式的能轉(zhuǎn)

化為電能才甥欠定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)AB、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D

項(xiàng)正確。

4.（2016.上海,5,2分,難度★）

磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應(yīng)電流,則磁鐵（B）

A.向上運(yùn)動(dòng)B.向下運(yùn)動(dòng)

C.向左運(yùn)動(dòng)D.向右運(yùn)動(dòng)

畫根據(jù)感應(yīng)電流的方向可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,與磁鐵在線圈中產(chǎn)生的原

磁場(chǎng)方向相反,根據(jù)楞次定律,原磁場(chǎng)應(yīng)處于增強(qiáng)過程中,在選項(xiàng)中,只有磁鐵向下運(yùn)動(dòng)

才會(huì)使磁通量增大,B項(xiàng)正確。

5.（2016.海南,4,3分,難度★）

如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線

距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電

流。若（D）

A.金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向

B-金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向

C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

臃附直導(dǎo)線之間的磁場(chǎng)是對(duì)稱的,金屬環(huán)在中間時(shí),通過金屬環(huán)的磁通量為零,金屬環(huán)

上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,金屬環(huán)的磁通量不變,不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生AB項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬環(huán)向

左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面向外并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)

上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁

場(chǎng)垂直紙面向里并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,D項(xiàng)正

確。

6.（2014.全國1,14,6分,難度★）在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，

能觀察到感應(yīng)電流的是（D）

A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化

B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化

C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接。往線圈中插入條形磁鐵后,再

到相鄰房間去觀察電流表的變化

D?繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀

察電流表的變化

畫閉合回路中沒有磁通量變化,不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤彳主閉合線圈中

插入條形磁鐵會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,但只是瞬時(shí)電流,等到相鄰房間觀察時(shí),感應(yīng)電流已經(jīng)

消失,C項(xiàng)錯(cuò)誤;接電源的線圈在通電或斷電時(shí),會(huì)使接電流表的線圈中的磁通量發(fā)生

變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,D項(xiàng)正確。

7.（2014.上海,17,2分灘度★）

（多選）如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面,由于磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形。則

該磁場(chǎng)（CD）

A.逐漸增強(qiáng),方向向外

B?逐漸增強(qiáng),方向向里

C?逐漸減|目,方向向外

D.逐漸減^目,方向向里

薊由于磁場(chǎng)變化,線圈變?yōu)閳A形,面積變大,根據(jù)楞次定律可知,磁場(chǎng)逐漸減弱,方向

可以是向里也可以是向外,C、D項(xiàng)正確。

■考點(diǎn)“三個(gè)定則、一個(gè)定律''的

綜合應(yīng)用

1.（2018.全國1,19,6分灘度★★）侈選）

如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處

沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上

方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是（AD）

A,開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向

D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向

轉(zhuǎn)動(dòng)

畫如圖甲所示,閉合開關(guān)瞬間右邊線圈產(chǎn)生電流,左邊線圈磁通量增強(qiáng)。由楞次定

律可知,增反減同,左邊線圈感應(yīng)磁場(chǎng)方向向左。根據(jù)右手螺旋定則可得直導(dǎo)線中電

流方向?yàn)閺哪系奖薄Ｓ纱丝傻弥睂?dǎo)線上方磁場(chǎng)為垂直紙面向里很!J磁針N極朝垂直

紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng),A項(xiàng)正確。

甲

開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后電路穩(wěn)定,線圈中無磁通量變化,則鐵芯中無電流,小磁針

恢復(fù)南北指向,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;如圖乙所示,開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，

左邊線圈磁通量減小,由增反減同得其感應(yīng)磁場(chǎng)方向向右。由右手螺旋定則可得直

導(dǎo)線中電流由北到南,直導(dǎo)線上方磁場(chǎng)為垂直紙面向外,則小磁針的N極朝垂直紙面

向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng),D項(xiàng)正確。

乙

2.（2017.全國3,15,6分,難度★★★）

如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂

直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回

路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間,

關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是（D）

A.PQRS中沿順時(shí)針方向,T中沿逆時(shí)針方向

B.PQRS中沿順時(shí)針方向,T中沿順時(shí)針方向

C.PQRS中沿逆時(shí)針方向,T中沿逆時(shí)針方向

D.PQRS中沿逆時(shí)針方向,T中沿順時(shí)針方向

朝金屬桿從靜止開始突然向右運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流從無到有,根據(jù)右手

定則可知,感應(yīng)電流的方向由Q指向P,PQRS中的電流沿逆時(shí)針方向;該感應(yīng)電流在金

屬線框T中產(chǎn)生的磁通量向外,故穿過金屬線框T向里的磁通量減小,根據(jù)楞次定

律,工中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,D項(xiàng)正確。

由蟠睡程序法和逆向思維法分析二次感應(yīng)問題

（一）程序法（正向推理法）

（二）逆向推理法

首先依據(jù)二次感應(yīng)產(chǎn)生的效應(yīng),判斷二次感應(yīng)電流的方向

其次依據(jù)螺線管中感應(yīng)電流的方向,應(yīng)用安培定則,判定二次感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量

方向,明確它是阻礙第一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)變化的

然后依據(jù)楞次定律彳導(dǎo)出第一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向及相應(yīng)的變化的可能情況,從而得到

引起磁場(chǎng)變化的電流的方向與變化

最后,依雌延勺方昨變色體切割方昨速≡

3.（2016.上海,19,3分,難度★★）（多選）如圖（a）,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁

場(chǎng),以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框a歷潸目連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金

屬圓環(huán)￡,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度6隨時(shí)間按圖（b）

所示規(guī)律變化時(shí)（AD）

A.在時(shí)間內(nèi),￡有收縮趨勢(shì)

B.在t2、時(shí)間內(nèi),￡有擴(kuò)張趨勢(shì)

C.在4N時(shí)間內(nèi),￡內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

D.在友％時(shí)間內(nèi),￡內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

函右N磁通量的變化率增大,感應(yīng)電流變大,aAd線框內(nèi)磁通量變大/有收縮的

趨勢(shì),A項(xiàng)正確;右、時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率為常數(shù),產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變,amd

線框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,￡沒有電流,也就沒有擴(kuò)張趨勢(shì),B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定

律,時(shí)間內(nèi)由于螺線管內(nèi)磁通量變化引起的感應(yīng)電流在線框中為dcba方向并減

小〃線圈中原磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小減小,根據(jù)楞次定律得L

中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,D項(xiàng)正確。

4.（2013.海南,10,5分,難度★★★）

（多選）如圖,在水平光滑桌面上,兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩

形金屬框的左右兩邊上,且每個(gè)小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框接通

逆時(shí)針方向電流的瞬間（Bc）

A.兩小線圈會(huì)有相互靠攏的趨勢(shì)

B.兩小線圈會(huì)有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì)

C.兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時(shí)針方向

D.左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,右邊小線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向

麗金屬框接通逆時(shí)針方向的電流的瞬間,根據(jù)右手定則可知,在其內(nèi)部磁場(chǎng)方向向

外,外部磁場(chǎng)方向向里。穿過左右兩小線圈向外的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感

應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向里,感應(yīng)電流方向均沿順時(shí)針方向,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由左手定

則可知,左邊小線圈受到向左的安培力,右邊小線圈受到向右的安培力,即兩小線圈有

遠(yuǎn)離的趨勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。

第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用

9____■一考點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)

用

該考點(diǎn)屬于熱點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,從命題頻次上看,10年來,全國卷單獨(dú)命題3次,地方卷

單獨(dú)命題M次;選擇題6分,或與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等知識(shí)結(jié)合構(gòu)建綜合類計(jì)

算題。在應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律分析問題時(shí)要熟練掌握下列四種情況:

×××

情景XX/X

×

圖-(1)/

XXX

續(xù)表

一段直繞一端

回路（不

研究導(dǎo)線（或轉(zhuǎn)動(dòng)的

一定閉繞與垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框

對(duì)象等效成一段導(dǎo)

合）

直導(dǎo)線）體棒

表達(dá)4ΦE=

rE=BLv

式，用S絲inωt

親,對(duì)照表格中的四種情況,看看下列高考題都是如何命題的?

1.（2022.山東,12,4分,難度★★★）侈選）如圖所示,Mr平面的第一、三象限內(nèi)以坐

標(biāo)原點(diǎn)。為圓心、半徑為√∑∕的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。邊長

為1的正方形金屬框繞其始終在。點(diǎn)的頂點(diǎn),在X分平面內(nèi)以角速度3順時(shí)針勻速

轉(zhuǎn)動(dòng)。t?θ時(shí)刻,金屬框開始進(jìn)入第一象限。不考慮自感影響,關(guān)于金屬框中感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)夕隨時(shí)間Z變化規(guī)律的描述正確的是(BC)

A.在CF到的過程中十一直增大

B-在氣到力喘的過程中陷先增大后減小

C.在t=0到大片的過程中小的變化率一直增大

D.在-R到的過程中/的變化率一直減小

40）

殛根據(jù)電磁感應(yīng)定律有夕譬［切為切割磁感線的有效長度當(dāng)t*,即轉(zhuǎn)過押〃

切最大,電動(dòng)勢(shì),最大,所以匕力到力甘,即轉(zhuǎn)動(dòng)角度的過程中,先增大后減小,選

￡L（i?i05L￡

項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。設(shè)0%時(shí)刻,金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為a,在￠4）到f甘?,即轉(zhuǎn)動(dòng)角度

i以

0T過程中歷學(xué)W?F?7，對(duì)其求導(dǎo)可得，爺=川GT222-

422cosza2coszωt?tcoszωtcos2ωt+l

匕乎過程中在增大3t在減小,可知小的變化率一直增大,選項(xiàng)正確

it（i）,tan3r,cos2C,D

錯(cuò)誤。

2.（2021.河北,7,4分,難度★★）如圖,兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫,取狹縫所在處。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。狹

縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與X軸夾角均為，,一電容為。的電容器與導(dǎo)軌左端相連。導(dǎo)軌上的

金屬棒與X軸垂直,在外力廠作用下從。點(diǎn)開始以速度-向右勻速運(yùn)動(dòng),忽略所有電

阻。下列說法正確的是（A）

A.通過金屬棒的電流為26O?anθ

B.金屬棒到達(dá)吊時(shí),電容器極板上的電荷量為‰0tan0

C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中,電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中,外力尸做功的功率恒定

窿羽假設(shè)導(dǎo)體棒向前移動(dòng)時(shí)間為△t.

則/當(dāng)量儂喂”之龍?jiān)赼n%A項(xiàng)正確;金屬棒到達(dá)荀時(shí),導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的電

動(dòng)勢(shì)為i∕?‰rtan夕油看得0之龍“tan%B項(xiàng)錯(cuò)誤油右手定則知電容器的上極

板帶正電,C項(xiàng)錯(cuò)誤;尸號(hào)欠厘安可〃,A2"Aan%公2Vttan%得/M匯也Qan?%功

率隨時(shí)間增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.（2021.廣東,10,6分,難度★★）（多選）如圖所示,水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc

和de,ab與do平行力C是以。為圓心的圓弧導(dǎo)軌。圓弧Ae左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方

向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬桿伊的。端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接/端與圓弧A接觸良好。

初始時(shí),可滑動(dòng)的金屬桿肱V靜止在平行導(dǎo)軌上。若桿OP綴。點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從b

到C勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),回路中始終有電流,則此過程中,下列說法正確的有（AD）

A.桿利產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定

B.桿利受到的安培力不變

C.桿網(wǎng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.桿腑中的電流逐漸減小

??華產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E即F3是恒定的,A項(xiàng)正確;桿伊開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,回路中

產(chǎn)生電流,桿物’因?yàn)槭馨才嗔σ查_始運(yùn)動(dòng)切割磁感線盛V中也產(chǎn)生了與。尸中相反的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)致桿腑，和。，中的電流變小,桿〃受到的安培力變小,B項(xiàng)錯(cuò)誤,1）項(xiàng)正

確;因?yàn)闂U腑中的電流變小,受到的安培力也變小,桿做的是加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),C

項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.

（2021.山東,8,3分,難度★★★）迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中,沿圓形

軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成,它們之間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向,如圖

所示。在電池和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的共同作用下,導(dǎo)體繩中形成指向也IL'的電流,等效總電

阻為心導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為F的環(huán)境阻力,可使衛(wèi)星保持在原軌道上。

已知衛(wèi)星離地平均高度為〃導(dǎo)體繩長為￡（￡?/兒地球半徑為R、質(zhì)量為J/軌道處磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為6方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得,電池電

動(dòng)勢(shì)為（A）

A.BL匿融BL盥W

yjR+HBLyjR+HBL

C.BLβ??BL眄號(hào)

7R+Hfr?R+Hfr

麗艮據(jù)砧蓍=/編,可得衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度片儡,根據(jù)右手定則可知,導(dǎo)

體繩產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于上端為電源的正極,其大小為￡'也匕因?qū)Ь€繩所受阻

力F與安培力分平衡,則安培力與速度方向相同,可知導(dǎo)線繩中的電流方向向下,即電

池電動(dòng)勢(shì)大于導(dǎo)線繩切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),可得戶：戶￡,解得少也盥嚕,A項(xiàng)

TVK-rnDL

正確。

圜初命如果回路沒有外接電池,導(dǎo)體繩產(chǎn)生的感應(yīng)電流一定阻礙導(dǎo)體繩的相對(duì)運(yùn)

動(dòng),但現(xiàn)在導(dǎo)體繩受到的安培力方向與導(dǎo)體繩的運(yùn)動(dòng)方向一致,因此本題中電路中的

兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)方向相反,判斷為兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)方向相同是本題的常見錯(cuò)誤。

5.（2020.江蘇,3,3分,難度★★）如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度笈和合大小相

等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)

針方向感應(yīng)電流的是（B）

A.同時(shí)增大笈減小A

B.同時(shí)減小笈增大民

C.同時(shí)以相同的變化率增大8和Bi

D.同時(shí)以相同的變化率減小5和B2

薊同時(shí)增大A減小氏,向里的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生逆時(shí)針方向感應(yīng)電

流,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同時(shí)減小，增大從向外的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)

電流,B項(xiàng)正確;同時(shí)以相同的變化率增大〃和區(qū)或者以相同的變化率減小5和尻磁

通量不變,沒有感應(yīng)電流,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.（2018.全國1,17,6分,難度★★★）

如圖,導(dǎo)體軌道。尸￡固定,其中尸0S是半圓弧,0為半圓弧的中點(diǎn),0為圓心。軌道的電

阻忽略不計(jì),QV是有一定電阻、可繞。轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿/端位于NS上,QV與軌道接觸

良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4現(xiàn)使〃"從

位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定（過程/）；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

以一定的變化率從9增加到8'（過程〃K在過程/、〃中,流過的的電荷量相等,則

窿于（B）

A-/1C./2

麗艮據(jù)，岑得,3號(hào)^嚏C重要?因?yàn)镾"解得"去B項(xiàng)正確。

7.（2017.江蘇,1,3分,難度★★）

如圖所示,兩個(gè)單匝線圈a、8的半徑分別為r和2北圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)8的邊緣恰好與

a線圈重合,則穿過a、8兩線圈的磁通量之比為（A）

A.1Z1

B.1/2

C.1：4

D.4；1

健祠由磁通量計(jì)算公式G=益其中S為磁場(chǎng)的有效面積,可知穿過。、6線圈的磁通

量之比為1；LA項(xiàng)正確。

8.（2016.浙江,16,6分,難度★★★）如圖所示,a、。兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線

制成,匝數(shù)均為10匝,邊長乙二34,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的均強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感

應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則（B）

A?兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

B.a、6線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9/1

C.a、，線圈中感應(yīng)電流之比為3；4

D.a、6線圈中電功率之比為371

畫由楞次定律可知,兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間均勻增大廁夢(mèng)片根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知少喏磺工則口噌）?B

?gz2c,

項(xiàng)正確;根據(jù)???φ?-/,故a、力線圈中感應(yīng)電流之比為3.?1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電

Hp-^r4P

功率P=IE堞.螺F吟yF報(bào)a、力線圈中電功率之比為27/1,1）項(xiàng)錯(cuò)誤。

國錯(cuò)』要推導(dǎo)某個(gè)物理量與其他物理量之間的關(guān)系,可以推導(dǎo)出這個(gè)物理量的表達(dá)

式,然后看這個(gè)物理量和什么因素有關(guān);本題線圈的匝數(shù)是容易被忽略的量。

9.（2016.北京,16,6分,難度★★★）

如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)為〃磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)

強(qiáng)度A隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2；1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為

區(qū)和瓦不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是（B）

A.EIl：Eh^門,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向

B.E”：Eba；1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向

C.Ea:E百；1,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向

D.E11：Eb^l；1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向

畫根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直圓環(huán)所在平面向里,由右手定

貝膚口,兩圓環(huán)中電流均沿順時(shí)針方向。圓環(huán)的半徑之比為2：1,則面積之比為4/1,

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得吟喑卷為定值,故E“：Eba項(xiàng)正確。

10.（2015.全國2,15,6分,難度★★★）

如圖,直角三角形金屬框aA放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4方向平行于ab

邊向上。當(dāng)金屬框繞aA邊以角速度Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)b、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為

以、UgUe已知6c邊的長度為，下列判斷正確的是（C）

A-金屬框中無電流

B.&乂4,金屬框中電流方向沿a—b—C—a

C.幾3,金屬框中無電流

D.UaC專Bl-3,金屬框中電流方向沿a—c—b—a

麗金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,因穿過回路的磁通量始終為零,故金屬框中無感應(yīng)電流;對(duì)于

他邊,因不切割磁感線〃咻對(duì)于A邊面右手定則知4a即

ω

~βj'∣Ube-UiKlC項(xiàng)正確。

圖律國結(jié)電磁感應(yīng)共分兩種情況:動(dòng)生問題（棒切割磁感線）產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)嬴^方向

由右手定則判斷;感生問題（磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化）的電動(dòng)勢(shì)E喏,方向由楞次定律判

斷J而電流方向都是等效電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。

IL（2014.江蘇,1,3分,難度*TT

如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為邊長為4線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在

磁場(chǎng)中,在?力時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由6均勻地增大到2以在此過程

中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（B）

A5α2βnBα2QnBα2θ2nBa^

?2A??2?t"At?t

明由法拉第電磁感應(yīng)定律,可得E=鏢=受與嘴B項(xiàng)正確，

圖而圖年計(jì)算磁通量的變化率的而去

⑴磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度6變,而線圈的面積S不變時(shí),曾筆?S

⑵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3不變,而線圈的面積S變化時(shí)第=8.第

⑶磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度夕和線圈的面積均不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度8的方向與線圈平面的

夾角發(fā)生變化時(shí)（如線圈在磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）,泮身

12.（2014.山東,16,6分,難度★★★）（多選）

如圖,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi),通有恒定電流的長直絕緣

導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定,導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好。在向右勻速通過以A'兩

區(qū)的過程中,導(dǎo)體棒所受安培力分別用&A表示。不計(jì)軌道電阻。以下敘述正確

的是(BCD)

兒田向右民“向左

C?片逐漸增大D.R逐漸減小

顫電磁感應(yīng)中,感應(yīng)電流所受安培力總是阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng),且安培力既垂直于導(dǎo)

體棒又垂直于磁場(chǎng),故以凡方向均向左,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;導(dǎo)體棒在材區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),離

通電直導(dǎo)線距離逐漸變小,磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng),感應(yīng)電流及安培力均變大;同理,在/V區(qū)運(yùn)動(dòng)

時(shí),遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線,磁場(chǎng)減^目,感應(yīng)電流及安培力均變小,C、D項(xiàng)正確。

13.(2015.海南,2,3分,難度★★★)

如圖,空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,當(dāng)它以速度丫沿與棒和

磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí),棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為￡；將此棒彎成兩段長

度相等且相互垂直的折線,置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi),當(dāng)它沿兩段折線夾角

平分線的方向以速度Y運(yùn)動(dòng)時(shí),棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為￡則E等于(B)

A扣.我.1D.√2

陶設(shè)金屬棒長度為1,則金屬棒不彎折時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=Blv,彎折后,切割磁感線

的有效長度/'岑/,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡=BlTBIV。所以1考,B項(xiàng)正確。

14.(2022.全國乙,24,12分,難度★★★)如圖所示,一不可伸長的細(xì)繩的上端固定,下端

系在邊長為∕R.40m的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平,其

下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長度的

阻值為4q.OXlO'Q/m；在至(Jt??.OS時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間力的變化

關(guān)系為A0R?3√)."(SI)。求：

⑴tC.Os時(shí)金屬框所受安培力的大小；

⑵在大力到f?.Os時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

g?l)*

(2)0016J

?附⑴金屬框的總電阻為RaλWXO.40X5.OXlOTQ=0.008Q

金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

EW學(xué)i=0.008V

金屬框中的電流為/[=IA

K

t=2.Os時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為AYO.3-0.1X2.0)T=0.IT

金屬框處于磁場(chǎng)中的有效長度為Z-√27

此時(shí)金屬框所受安培力大小為F安=Bzn2

(2)02Os內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為

0=∕7?=O.O16J°

15.(2020.浙江,21,10分,難度★★★)如圖1所示,在絕緣光滑水平桌面上,以。為原

點(diǎn)、水平向右為正方向建立矛軸,在0≤Λ≤1.Om區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)。桌面上有一邊長￡4).5m、電阻尼0.25Q的正方形線框aAc?d當(dāng)平行于磁場(chǎng)邊

界的Cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),在沿X方向的外力/作用下以片LOm/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，

直到aA邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去外力。若以Cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在0<f<l.Os

內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度6的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示,在0≤r≤l.3s內(nèi)線框始終做勻速

運(yùn)動(dòng)。

⑴求外力少的大??；

⑵在1.Os≤r≤l.3s內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度8的大小與時(shí)間t的關(guān)系;

⑶求在0≤2≤L3s內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電荷量

圖1

L~I圖2

??(l)0?0625N(2)見解析⑶0.5C

薪⑴友也?4).25T

回路電流電

安培力

K

外力F=FK0625N

⑵勻速出磁場(chǎng),電流為0,磁通量不變6=①

G=LOS時(shí)圈■5T,磁通量Φ?=B∕

t時(shí)刻磁通量①=BLUMt-Gl

得七匕2

(3)0<∕<0.5s電荷量S芋R?25C

0.5s≤i<l.Os電荷量刈包%％25c

總電荷量q-ql+Q2=0.5C

16.(2019.江蘇14,10分灘度★★★改口圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用軟導(dǎo)線制成的單

匝閉合線圈,線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的面積SO.3m：電阻回.6Q,磁場(chǎng)的

磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2To現(xiàn)同時(shí)向兩側(cè)拉動(dòng)線圈,線圈的兩邊在△t=0.5s時(shí)間內(nèi)合到一

起。求線圈在上述過程中

⑴感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值￡

⑵感應(yīng)電流的平均值/,并在圖中標(biāo)出電流方向；

⑶通過導(dǎo)線橫截面的電荷量％

SS(I)O.⑵

(2)0.2A(電流方向見圖)

(3)0IC

矗⑴由法拉第電磁感應(yīng)定律有:

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E嚶

磁通量的變化Δ(P=BXS

解得喏

代入數(shù)據(jù)得后0.12V；

⑵由閉合電路歐姆定律可得：

平均電流Iq

代入數(shù)據(jù)得AO.2A

由楞次定律可得,感應(yīng)電流方向如圖：

⑶由電流的定義式/卷可得:電荷量q=I&Z代入數(shù)據(jù)得q^.ICo

■考點(diǎn)自感、渦流、電磁驅(qū)動(dòng)和

電磁阻尼

L(2021.北京,11,3分,難度★★)

某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí),發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)劇烈且不易停止。按照老師

建議,該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運(yùn),發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱且能很快

停止。下列說法正確的是(D)

A.未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B?未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)劇烈是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用

C.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)減^目是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用

薊本題考查電磁阻尼問題。未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)過程中導(dǎo)線切割磁感線,表內(nèi)線

圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;未接導(dǎo)線時(shí),未連成閉合回路,沒有感應(yīng)電流,所以不受

安培力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定

律可知,表針晃動(dòng)減^目是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用,阻礙表針晃動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤,D

項(xiàng)正確。

2.(2017.全國1,18,6分,難度★★★)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測(cè)樣品表面原子

尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng),在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ

地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng),如圖所示。無擾動(dòng)時(shí)才安

下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的

衰減最有效的方案是(A)

■裝置的原理是利用電磁阻尼。當(dāng)薄板進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,薄板受安培力，

安培力總是阻礙導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng),從而使薄板盡快停下來。A項(xiàng)阻礙上下左右振

動(dòng)最有效,A項(xiàng)正確。

3.(2017.北京,19,6分,難度★★)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖/

和乙為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí),斷開開關(guān)Sl瞬間,燈Al突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關(guān)

S〃燈A?逐漸變亮,而另一個(gè)相同的燈A,立即變亮,最終A與A,的亮度相同。下列說法

正確的是(C)

A.圖1中A與4的電阻值相同

B.圖1中,閉合Si,電路穩(wěn)定后,Ai中電流大于￡i中電流

C.圖2中,變阻器R與Z2的電阻值相同

D.圖2中,閉合&瞬間,Z2中電流與變阻器7?中電流相等

麗圖1中5斷開的瞬間,燈Al閃亮,故穩(wěn)定時(shí)ZuM,又由于Rn和E兩端電壓相等,

故電阻B<‰A,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖2中,穩(wěn)定時(shí)&與As亮度相同,故電流相等,所以變阻器

R與L,的阻值相同,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.（2015.全國1,19,6分,難度★★）（多選）

1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置,

在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，

當(dāng)圓盤在磁針的磁場(chǎng)中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí),磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來,但

略有滯后。下列說法正確的是（AB）

A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,磁針的磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

前圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),圓盤本身構(gòu)成閉合回路,形成渦電流,渦電流產(chǎn)生

的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)AB項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁針的磁場(chǎng)穿過圓盤的

磁通量沒有變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.（2015?山東,17,6分,難度★★★）（多選）

如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)施加一

垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓盤開始減速。在圓盤減速過程中,以下說法正確的

是（ABD）

A.處于磁場(chǎng)中的圓盤部分,靠近圓心處電勢(shì)高

B.所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)

C.若所加磁場(chǎng)反向,圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng)

D.若所加磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

畫圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),切割磁感線由右手定則可知,A項(xiàng)正確;由F安=B?I?L耳??，知.

相同條件下,磁場(chǎng)越強(qiáng),圓盤受到的安培阻力越大,B項(xiàng)正確;所加磁場(chǎng)反向,根據(jù)楞次定

律和左手定則可知圓盤受到的安培力方向不變,還是充當(dāng)阻力,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若所加磁場(chǎng)

穿過整個(gè)圓盤,則回路磁通量不發(fā)生變化,無感應(yīng)電流,故6安電圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng),D項(xiàng)

正確。

6.（2014.廣東,15,4分灘度★★★）如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管尸和塑料管

。豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部。則小磁塊

（0

A.在P和O中都做自由落體運(yùn)動(dòng)

B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒

C.在，中的下落時(shí)間比在0中的長

D.落至底部時(shí)在尸中的速度比在0中的大

廖小磁塊在銅管P中下落時(shí),銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)

生的磁場(chǎng)阻礙小磁塊的下落,小磁塊的機(jī)械能不守恒AB項(xiàng)錯(cuò)誤;小磁塊在塑料管Q

中下落時(shí)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,小磁塊的機(jī)械能守恒,不難分析知,小磁塊在。中的運(yùn)動(dòng)

時(shí)間短,落至底部時(shí)的速度大,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.（2021.北京19,10分,難度★★★）類比是研究問題的常用方法。

⑴情境1：物體從靜止開始下落,除受到重力作用外,還受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的空

氣阻力為常量）的作用。其速率V隨時(shí)間力的變化規(guī)律可用方程G-

左T梆（攻）描述,其中勿為物體質(zhì)量,G為其重力。求物體下落的最大速率/。

⑵情境2：如圖1所示,電源電動(dòng)勢(shì)為￡線圈自感系數(shù)為2,電路中的總電阻為凡閉

合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電路中電流/隨時(shí)間力的變化規(guī)律與情境1中物體速率/隨時(shí)間大的

變化規(guī)律類似。類比故,寫出電流/隨時(shí)間f變化的方程;并在圖2中定性畫出I-

。圖線。

圖1

圖2

⑶類比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況,完成下表。

情境1情境2

物體重力勢(shì)能的減少量

物體動(dòng)能的增加量

電阻"上消耗的電能

②E-Rl=喘O-----------------7

⑶見解析

匾本題屬于新型方法題,考查物理方法類比及自感、能量轉(zhuǎn)化問題。

⑴當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度■0時(shí),加速度為零,有6=4匕得％與

⑵由閉合電路的歐姆定理有E-RY

由自感規(guī)律可知,線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化,使它逐漸變大,電路穩(wěn)定后自

感現(xiàn)象消失,/-力圖線如圖

⑶各種能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律如圖所示

情境1情境2

電源提供的電能

線圈磁場(chǎng)能的增加量

克服阻力做功消耗的機(jī)械

能

國葬悔類比法的應(yīng)用

類比法也叫“比較類推法”,是指由一類事物所具有的某種屬性,可以推測(cè)與其類似的

事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。類比法是根據(jù)兩個(gè)研究對(duì)象或兩個(gè)系統(tǒng)在某個(gè)

屬性上相似而推出其它屬性也相似的思維方法。是一種由個(gè)別到另一種個(gè)別的推理

形式。

概念類比:電場(chǎng)強(qiáng)度（嗎）與重力加速度（g4）、電場(chǎng)力做功與重力（或彈簧彈力）做功

的特點(diǎn)、電勢(shì)與高度、電勢(shì)差與高度差、電勢(shì)能與重力勢(shì)能等。

模型類比:豎直上拋運(yùn)動(dòng)與類豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)與類平拋運(yùn)動(dòng)、氫原子中的

電子繞核的圓周運(yùn)動(dòng)與行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)等。

方法類比:磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義方法與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法、圖像面積表示意義的類

比等。

第3節(jié)電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用

■考點(diǎn)電磁感應(yīng)中的圖像問題

該考點(diǎn)屬于熱點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,從命題頻次上看,10年來,全國卷單獨(dú)命題10次,地方卷

單獨(dú)命題8次;選擇題6分,或與電路、閉合電路歐姆定律等知識(shí)結(jié)合構(gòu)建綜合類計(jì)

算題。常見的圖像有圖像、At圖像和“圖像或動(dòng)力學(xué)圖像。分析求解電磁

感應(yīng)圖像問題時(shí)要注意以下三個(gè)方面：

⑴注意初始時(shí)刻的特征,如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零,感應(yīng)電流的方向如何。

⑵注意看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段,這幾個(gè)階段是否和圖像變化相對(duì)

應(yīng)。

⑶注意觀察圖像的變化趨勢(shì),看圖像斜率的大小、圖像的曲直是否和物理過程

相對(duì)應(yīng)。

親,結(jié)合三個(gè)要注意的方面,針對(duì)涉及多個(gè)物理量的電磁感應(yīng)圖像綜合問題優(yōu)先

選擇排除法可以快捷解題：

定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)（增大還是減?。?、變化快慢（均勻變化還是非

排除法

均勻變化）,特別是分析物理量的正負(fù),以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)

根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行分析

函數(shù)法

和判斷

L（2021遼寧,9,6分灘度★★★）侈選）如圖（a）所示,兩根間距為￡、足夠長的光

滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置并固定,頂端接有阻值為〃的電阻,垂直導(dǎo)軌平面存在變化

規(guī)律如圖（b）所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),代時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。在到2/0的時(shí)間

內(nèi),金屬棒水平固定在距導(dǎo)軌頂端L處;力之G時(shí),釋放金屬棒。整個(gè)過程中金屬棒與

導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì),則(BC)

圖（a）

圖（b）

23

A.在1書時(shí),金屬棒受到安培力的大小為瞽

B.在大"。時(shí),金屬棒中電流的大小為??

C.在力普時(shí),金屬棒受到安培力的方向豎直向上

D.在t=3友時(shí),金屬棒中電流的方向向右

題本題是典型的感軌模型——考查法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、楞次定律

2

等。由圖可知在O與。時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E岑華,根據(jù)閉合電路歐姆

ACtθ

2

定律得此時(shí)間段的電流為4巖?,在鄂寸磁感應(yīng)強(qiáng)度為黑此時(shí)安培力為

KALQZL

F=BlL端,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;由圖可知在t磬時(shí),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并逐漸增

ZACQL

大,根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生J順時(shí)針方向的電流,再由左手定則可知金屬棒受到的安培

力方向豎直向上,C項(xiàng)正確;20后金屬棒向下運(yùn)動(dòng),由圖可知在t??壽時(shí),磁場(chǎng)方向垂直

紙面向外,金屬棒下運(yùn)動(dòng)的過程中磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知金屬棒中的感應(yīng)電

流方向向左,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.（2020.山東,12,4分,難度★★★）（多選）如圖所示,平面直角坐標(biāo)系的第一和第二象

限分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖中虛

線方格為等大正方形。一位于X分平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde在外力作用下以恒定

速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）。從圖示位置開始計(jì)時(shí),4s末區(qū)邊剛好進(jìn)入磁

場(chǎng)。在此過程中,導(dǎo)體框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為Za/?邊所受安培力的大小為七,二者與

時(shí)間大的關(guān)系圖像可能正確的是（Bc）

畫設(shè)圖中虛線方格的邊長為Z線框總電阻為月線框速度為匕則01S內(nèi)導(dǎo)體框切

割磁感線的有效長度恒為21,感應(yīng)電流1\與G時(shí)導(dǎo)體框切割磁感線的有效長度

為31,感應(yīng)電流K項(xiàng)L錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;對(duì)比選項(xiàng)C、D可知,只要分析出

力=IS和t%兩個(gè)時(shí)刻a6邊所受安培力大小關(guān)系就能選出正確選項(xiàng),f=ls

時(shí)用=B1?竿空工t=2s時(shí),居J=2H?嚕塔N故F/3FllbtC項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.（2019.全國2,21,6分,難度★★★）（多選）如圖,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定,所在平

面與水平面夾角為先導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、Cd均與導(dǎo)軌垂直,在ab與Cd

之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、岷先

后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放,兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁

場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零。從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí),到MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?流過PQ的

電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是（AD）

面本題以棒一軌模型考查電磁感應(yīng),屬于電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題和圖像問題。由

于導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零,說明是勻速進(jìn)入;兩棒分別進(jìn)入有兩種情況,一是PQ

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)外,當(dāng)PQ出磁場(chǎng)后,如進(jìn)入磁場(chǎng),這時(shí),MN切割磁感線的速

度與PQ切割磁感線的速度相同,這一過程電流大小不變,流過PQ的電流方向相反,A

項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。二是PQ在磁場(chǎng)中還沒有出來時(shí),MN進(jìn)入,這時(shí)回路電流為零。

兩棒加速下滑,PQ出磁場(chǎng)時(shí)MN的速度比剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)大,所受安培力大于重力的分

力,MN做減速運(yùn)動(dòng),電流減少,D項(xiàng)正確。

畫吧電磁感應(yīng)的圖像問題通常用排除法較為簡單。

Z.（2019?全國1,20,6分灘度侈選）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間

變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界如圖（a）中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為0、橫

截面積為S將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心0在MN上。?4）時(shí)磁

感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間力的變化關(guān)系如圖（b）所示。則在

網(wǎng)到「V的時(shí)間間隔內(nèi)（BC）

A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變

B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向

C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為普

D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為嚶

函根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向,B項(xiàng)正確;從0到九電

流方向未變,磁場(chǎng)方向改變,根據(jù)左手定則,安培力方向必定改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第

電磁感應(yīng)定律,后喈喏,D項(xiàng)錯(cuò)誤;圓環(huán)的電阻氏孝爺,感應(yīng)電流噬￡項(xiàng)正

確。

國享％電磁感應(yīng)中圖像問題的分析方法

L解決圖像問題的一般步驟

⑴明確圖像的種類:是At圖像還是辦Z圖像,或者是At圖像、7?力圖像等。

⑵分析電磁感應(yīng)的具體過程。

⑶用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系。

⑷結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等寫出函數(shù)關(guān)系式。

⑸根據(jù)函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等。

⑹畫出圖像或判斷圖像。

2.圖像問題——掌握兩個(gè)技法,做到解題快又準(zhǔn)

⑴排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)（增大還是減?。?、變化快

慢（均勻變化還是非均勻變化）,特別是物理量的正負(fù)排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。

⑵函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩處物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)

系對(duì)圖像作出分析和判斷,這未必是最簡的方法,但卻是最有效的方法。

5.（2019.全國3,19,6分,難度★★★）侈選）

如圖,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)