2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)：專題4. 2 電磁感應(yīng)

2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新高考專用）

專題4.2電磁感應(yīng)

旦考綱考情

一、考情分析

近3年考情分析

考題統(tǒng)計

考點要求等級要求

202220212020

2020?浙江1月卷?T8

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

II2020?江蘇卷T3

楞次定律2021?北京卷?

2020?北京卷?T8

2022?重慶卷1132021?重慶卷T3

2022?重慶卷?T72022?北京卷?T7

2020?全國I卷?T21

2022?江蘇卷，T52021?全國甲卷121

2020?浙江7月卷?T12

2022?上海卷，T122021?廣東卷?T10

2020?全國III卷?T24

法拉第電磁感2022?湖南卷，102021?河北卷47

2020?北京卷?T18

應(yīng)定律及簡單II2022?廣東卷412021?河北卷?T5

應(yīng)用2020?海南卷?T13

2022?廣東卷T42021?湖南卷,T10

2022?山東卷4122021?山東卷412

2022?全國甲卷?T202021?山東卷?T8

2022?全國甲卷-T162021?福建卷?T7

2022?浙江1月卷213

電磁感應(yīng)中的2020?山東卷?T12

II2021遼寧卷,T9

圖象問題?

2022?海南卷1182021?浙江省6月卷T2

2020?江蘇卷T21

2022?上海卷看?。2021?天津卷412

電磁感應(yīng)中的2020?天津卷?T11

2022?遼寧卷4152021?湖北卷416

動力學(xué)、動量和II2020?浙江7月卷422

能量問題2022?浙江1月卷T212021?海南卷，門8

2020?北京卷?T20

2022?全國乙卷-T242021?全國乙卷-T25

2021?浙江1月卷?T22

考情總結(jié)高考對本部分內(nèi)容的考查頻率較高，常以選擇題考查楞次定律、電磁感應(yīng)中的電路、法

拉第電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)中的圖象問題、能量轉(zhuǎn)換及電荷量的計算等知識點.電磁

感應(yīng)中常涉及B-t圖象、①-t圖象、E-t圖象、I-t圖象、F-t圖象和v-t圖象，

還涉及E-x圖象、I-x圖象等，考查考生運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力.

1.抓住兩個關(guān)鍵：一是電動勢的大小，它取決于磁通量的變化率；二是電動勢的方向，

實際方向與規(guī)定的正方向一致時取正，反之取負(fù).同時注意對無感應(yīng)電流區(qū)域的判斷.

應(yīng)考策略2.加強知識遷移能力的訓(xùn)練：綜合試題涉及力和運動、動量守恒、能量守恒、電路分析、

安培力等力學(xué)和電學(xué)知識.主要的類型有滑軌類問題、線圈穿越有界磁場的問題、電磁

感應(yīng)圖象的問題等.

二、思維導(dǎo)圖

位考點梳理

三、講知識

1.電磁問題方向判斷“三定則、一定律”的應(yīng)用

(1)安培定則：判斷運動電荷、電流產(chǎn)生的磁場方向。

(2)左手定則：判斷磁場對運動電荷、電流的作用力的方向。

(3)楞次定律：判斷閉合電路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向。

(4)右手定則：判斷閉合電路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。

2.楞次定律推論的應(yīng)用技巧

(1)“增反減同”；(2)“來拒去留”；(3)“增縮減擴”。

3.四種求電動勢的方法

A①

(1)平均電動勢E=n~^。

(2)垂直切割E=BLv。

(3)導(dǎo)體棒繞與磁場平行的軸勻速轉(zhuǎn)動

(4)線圈繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動e=nBS<^sin。

4.感應(yīng)電荷量的兩種求法

(1)當(dāng)回路中的磁通量發(fā)生變化時，由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應(yīng)電流。通過的電荷量表

A△(p

達(dá)式為q=[&t-n.??△

△r”總K總

(2)導(dǎo)體切割磁感線運動通過的電荷量°滿足的關(guān)系式：一萬t=_Blq=mAv.

5.解決電磁感應(yīng)圖象問題的兩種常用方法

(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變

化)，特別是分析物理量的正負(fù)以及是否過某些特殊點，以排除錯誤的選項。

(2)函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷。

6.三步解決電磁感應(yīng)中電路問題

△①

(D確定電源：E=「=八或E=Blv。

(2)分析電路結(jié)構(gòu)：分析內(nèi)、外電路，以及外電路的串并聯(lián)關(guān)系，畫出等效電路圖。

(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的基本規(guī)律等列方程求解。

7.電磁感應(yīng)中力、能量和動量綜合問題的分析方法

(1)分析“受力”：分析研究對象的受力情況，特別關(guān)注安培力的方向。

(2)分析“能量”：搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了變化，根據(jù)動能定理或能量守恒

定律等列方程求解。

(3)分析“動量”：在電磁感應(yīng)中可用動量定理求變力的作用時間、速度、位移和電荷量(一般應(yīng)用于單桿切割

磁感線運動)。

①求速度或電荷量：—BIJt—mvi—mvi,q=IRt。

——X①

②求時間：FXt+h=mvz—mv”I,\=—B11t=-Bl-—

_寸FvXtmp

③求位移：~BIt=----------=mv—mvi,即——x=m{vi—M)?

n&2

四、講重點

重點1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種常見情況

UT\rxXXXI

導(dǎo)線切割磁感線=xxxb^

@xxx[x1

石s變化

gn0

結(jié)論:只要穿過閉合導(dǎo)體回路

磁鐵與回路相對運動QnjfmF

的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體

榔TB變化

回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流

x

磁場發(fā)生變化AI$xr

夕嘻⑥B變化

2.深刻理解楞次定律中“阻礙”的含義，巧判感應(yīng)電流的方向

推論例證

siN”磁鐵靠近，

阻礙原磁通量變化

演J士#F18感8原反向，

一一“增反減同”'入瓦NS二者相斥

?〃〃/〃.

阻礙相對運動NISV磁鐵遠(yuǎn)離，

/B1s同向，

一_"來拒去留”NS二者相吸

使回路面積有擴大或縮小的趨勢snP、Q是光滑固定導(dǎo)軌，

,ND；*6是可動金屬棒，

__“增縮減擴”"/磁鐵下移，面積應(yīng)

Q~a~b減小，。、6靠近

阻礙原電流的變化

---0----J合上S,B燈光亮

一一“增反減同”

3.“三定則、一定律”的比較

定則或定律適用的現(xiàn)象因果關(guān)系

安培定則電流的磁效應(yīng)一一電流、運動電荷產(chǎn)生的磁場因電生磁

1.安培力一一磁場對電流的作用力；

左手定則因電受力

2.洛倫茲力一一磁場對運動電荷的作用力

右手定則導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因動生電

楞次定律閉合回路磁通量變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因磁生電

重點2法拉第電磁感應(yīng)定律及簡單應(yīng)用

1.法拉第電磁感應(yīng)定律的三種變形表達(dá)式

(1)磁通量的變化僅由面積S變化引起時，則E=〃誓。

ADC

(2)磁通量的變化僅由磁感應(yīng)強度B變化引起時，A0=AB5,則E=〃7『。

注意：S為線圈在磁場中的有效面積。

(3)磁通量的變化是由于面積S和磁感應(yīng)強度B的共同變化引起的，應(yīng)根據(jù)定義求E,末一。山則

廣_|-52-85],ABAS

E~nA/初A/°

2.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

平動E=BlvXXXXX>OX^><XXXXXXXB、1、y三者互相垂直

x冬xX/Tx>ax/

xkjxX\^x\X

切割xxx

xxxxxx公XXXxaXX

旋轉(zhuǎn)E=gBpcoXXXXX導(dǎo)體棒在垂直于磁場的

4

切割XXX平面繞一端以角速度。

x)x

勻速轉(zhuǎn)動

XXXXX

3.自感中燈泡“閃亮”與“不閃亮”問題

與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡

電路圖

---------1------1_>—

通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

電路中穩(wěn)態(tài)電流為八、/2：

電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方①若/2W/1,燈泡逐漸變暗；

斷電時

向不變②若/2＞八，燈泡“閃亮”后逐漸變暗。

兩種情況下燈泡中電流方向均改變

4.電磁阻尼與電磁驅(qū)動的比較

電磁阻尼電磁驅(qū)動

不由于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)由于磁場運動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感

成因

同生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力

點安培力

安培力的方向與導(dǎo)體運動方導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運動方向相

效果

向相反，阻礙導(dǎo)體運動同，推動導(dǎo)體運動

導(dǎo)體克服安培力做功，其他形由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過

能量

式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機械能，

轉(zhuǎn)化

為內(nèi)能而對外做功

兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流

相同點

的導(dǎo)體與磁場間的相對運動

重點3電磁感應(yīng)中的圖象問題

分析電磁感應(yīng)中的圖象問題的思路與方法

(1)各量隨時間變化的圖象：如B-r圖象、9-r圖象、E-f圖象、/-r圖象、F-t

圖象

圖象等

類型

(2)各量隨位移變化的圖象：如E-x圖象、/-X圖象等

問題(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的圖象(畫圖象)

類型(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的問題(用圖象)

有關(guān)方向

左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律

的判斷

(1)平均感應(yīng)電動勢E=i黑

常用(2)平動切割電動勢E=B/v

2

規(guī)律(3)轉(zhuǎn)動切割電動勢E=gB1OJ

六類公式

(4)閉合電路歐姆定律/—R：r

(5)安培力F=BII

(6)牛頓運動定律及運動學(xué)的相關(guān)公式等

定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增

排除法大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，

常用

特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯誤的選項

方法

根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函

函數(shù)法

數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷

重點4電磁感應(yīng)中的動力學(xué)、動量和能量問題

電磁感應(yīng)中的動力學(xué)、動量和能量問題解題策略

平衡態(tài)

動力學(xué)問題

非平衡態(tài)

其他形式克服安培電電流做功

的能量力做功能

能量轉(zhuǎn)化

焦耳熱或其他

能量問題形式的能量

焦耳定律:Q=/2Rt)

焦耳熱Q的三焦耳熱Q的

功能關(guān)系：Q=安格力

種方法三種求法)

能量:轉(zhuǎn)化：Q=AE1tMlt1111tto

對于兩導(dǎo)體棒在平直的光滑導(dǎo)軌上運動的情況，如果兩棒所受的外

力之和為零，則考慮應(yīng)用動量守恒定律處理問題

動量問題當(dāng)題目中涉及電荷量或平均電流時，可應(yīng)用動量定理6//

m?Xv、q=I?△-來解決問題

目題型剖析

重點1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

例題1：（2023屆?山東學(xué)情空間區(qū)域校驗共同體高三上學(xué)期開學(xué)考試）“讓體育走進生活，讓體育鍛煉人人

可為、人人愛為，既是體育強國建設(shè)的目標(biāo)，也是推動人的全面發(fā)展的重要途徑”。深受喜愛的健身車的磁控

阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側(cè)有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時帶動飛輪轉(zhuǎn)動，磁鐵會對飛

輪產(chǎn)生阻礙，拉動控制拉桿可以改變磁鐵與飛輪間的距離。則（）

控制拉桿-

磁鐵

金屬飛輪

A.飛輪受到阻力大小與其材料密度有關(guān)

B.飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關(guān)

C.飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，其受到的阻力越大

D.磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，其受到的阻力越大

【答案】CD

【解析】

AB.《輪在磁場中做切割磁感線的運動，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可知，磁場對運動的

飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場之間的相對運動，所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，而安

培力大小與其材料電阻率有關(guān)，與其密度無關(guān)，AB錯誤；

C.飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，飛輪處的磁感應(yīng)強度越強，飛輪中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越大，

飛輪受到的阻力越大，c正確：

D.磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，由電磁感應(yīng)定律可知，飛輪中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越

大，飛輪受到的阻力越大，D正確。

故選CDo

訓(xùn)練2：（2023?北京市房山區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖甲所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場

的磁感應(yīng)強度。若將線圈放在被測磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，磁場方向垂直紙面向里，磁場的磁感應(yīng)

強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.4時刻感應(yīng)電動勢為零

B.tt弓時間內(nèi)。點電勢高于6點電勢

C0弓時間內(nèi)沖擊電流計中電流大小保持不變

D.0弓時間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向始終為逆時針方向

【答案】A

【解析】

A.%時刻81圖像斜率為零，此時磁通量的變化率為零，則感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；

B.弓時間內(nèi)穿過線圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流為順時針方向，即。點電勢低于人

點電勢，選項B錯誤；

C.0右時間內(nèi)B-f圖像斜率先減小后變大，則感應(yīng)電動勢先減小后變大，即沖擊電流計中電流大小先減小

后變大，選項C錯誤:

D.0J時間內(nèi)穿過線圈的磁通量先向里增大后向里減小，根據(jù)楞次定律可知，在“時刻線圈中感應(yīng)電流的方

向發(fā)生改變，選項D錯誤。

故選Ao

重點2法拉第電磁感應(yīng)定律及簡單應(yīng)用

例題2：（2023屆?西南匯高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為〃的正方形金屬線框，它的質(zhì)

量為如電阻為R,用細(xì)線把它懸掛于一個有界的垂直紙面向里的勻強磁場中，線框的上一半處于磁場內(nèi)，下

一半處于磁場外，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化規(guī)律為8=股（攵＞0）。已知細(xì)線能夠承受的最大拉力為3〃2g。

則（）

Xxx|XXXB

XXXXXX

XXXXXX

L

A.線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向

B從i開始計時，線框處于靜止?fàn)顟B(tài)的時間公翳

C.從,二°開始計時，線框處于靜止?fàn)顟B(tài)的時間”翳

D.細(xì)線斷后，若保持磁感應(yīng)強度8不變，則線框?qū)蚣铀傧侣?/p>

【答案】AC

【解析】

A.根據(jù)楞次定律增反減同可知，線圈中的電流為逆時針方向，故A正確;

BC.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得

E=n-----=nS—

xAr

s=-[}

2

B=kt

/一

R

安培力大小公式為

F=nBIL

解得

F=BIL=

2R

對線框：設(shè)拉力為T則

T-F+mg=3mg

解得

4mgR

n2k2C

故C正確，B錯誤；

D.細(xì)線斷后，若保持磁感應(yīng)強度B不變，線框上邊界切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知線框受

到向上的安培力，隨著速度變大，感應(yīng)電流變大，安培力增大，則線框所受合力減小，則加速度減小，可知線

框做加速度減小的加速度運動，故D錯誤。

故選AC。

訓(xùn)練2：（2023屆?山東莒南縣一中高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一導(dǎo)

體棒外繞O點在垂直于磁場的平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。，Oa=ab=L,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小

為（）

X

X

C3BI}COD5BJ^S

2'2'2

【答案】C

【解析】

根據(jù)題意，由公式丫=3r可得，導(dǎo)體棒上。點的速度為

va=a）L

導(dǎo)體棒上Z點的速度為

vh=（o-2L

則導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為

E=BLv=BL^^-=-Bl}a>

22

故選C。

重點3電磁感應(yīng)中的圖象問題

例題3：（2023屆?安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）某同學(xué)將一段金屬絲彎成如圖1所示的平面線

圈，已知圓形區(qū)域的面積為5,五角星形區(qū)域的面積為S?,連接圓和五角星部分區(qū)域的面積忽略不計?，F(xiàn)將該

線圈沿垂直于磁場的方向放入一勻強磁場（垂直紙面向里的方向為磁場的正方向），且磁場磁感應(yīng)強度B隨時

間/變化的規(guī)律如圖2所示。則下列圖像中能正確描述線圈兩端點久分間電勢差U隨時間「變化規(guī)律的是令

【解析】

由楞次定律可知，圓形線陰內(nèi)產(chǎn)生的電動勢與五角星線圈內(nèi)產(chǎn)生的電動勢方向相反。所以，整個線圈的“有效

面積”為

S=S]—S2

結(jié)合圖2,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

N（p_4B。

=(5(-S)k

不一〒2

因外電路斷路且由楞次定律結(jié)合圖2可知，在。工內(nèi)

4

u“b=-（s「s）k

故選A,

訓(xùn)練3：

重點4電磁感應(yīng)中的動力學(xué)、動量和能量問題

例題4：（2023屆?湖南九師聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖甲所示，質(zhì)量為1kg粗細(xì)均勻總電阻為R,

邊長為d的正方形金屬框He,”由靜止開始下落（計時開始），經(jīng)過一段時間進入磁感應(yīng)強度大小為3=2T的

有界勻強磁場，磁場水平向里與金屬框面（紙面）垂直，沿水平方向的上下邊界1、2之間的距離為L；金屬框

的動量P與運動時間f的關(guān)系圖像如圖乙所示，當(dāng)必邊離開邊界2時，金屬框已運動的時間為f°=L2s,不計

空氣阻力，重力加速度為g=10m/s2,下列說法正確的是（）

,b

A.金屬框在進入磁場之前運動的時間為1s

B.金屬框的電阻R=0.5。

C.整個運動過程中生成的熱量為20J

D.整個運動過程中安培力沖量大小為4N.s

【答案】AC

【解析】

A.由圖像可知金屬框在進入磁場之前運動的動量10kg-m-sT,由

p=mv

y=gf

可得

?=ls

A正確；

B.由圖像可知金屬框在邊界I、2之間勻速下降，即

mg=Bld

金屬框中的感應(yīng)電流為

,Bdv

1=-----

R

由圖可知

L-d=^v(ro-z)=^xlOx0.2m=Im

解得

R=4Q

B錯誤；

C.由能量守恒定律得整個運動過程中生成的熱量為

Q=mg2d

解得

Q=20J

C正確；

D.由動量定理得

I-mg(t0-t)=Q

解得整個運動過程中安培力的沖量大小為

Z=2N-s

D錯誤；

故選AC。

訓(xùn)練4：（2023屆?河北五個一名校聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強磁場，

分布在寬度為L的區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)有一邊長為d（d<L）的正方形閉合金屬線框ABCQ。第一次線框以初速度%沿

垂直于磁場邊界的方向進入磁場，線框剛好能穿出磁場；第二次線框以初速度2%沿垂直于磁場邊界的方向進

入磁場，下列說法正確的是（）

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

?------------L------------?

A.線框兩次進入磁場過程中，通過線框橫截面的電荷量相同，時間相同