專題27楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律-三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編全國(guó)通含答案

專題27楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律考點(diǎn)三年考情（2022-2024）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1楞次定律（5年3考）2024年高考江蘇卷：線圈從有界磁場(chǎng)中拉出；2024年高考北京卷：線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上，判斷感應(yīng)電流方向；2023年高考河北卷：絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。2023年高考海南卷：利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象測(cè)速。1.楞次定律是高考考查頻率較高的知識(shí)點(diǎn)，可能單獨(dú)考查，也可能與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合考查。2.法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)的核心知識(shí)點(diǎn)，年年考查，一般與安培力、動(dòng)力學(xué)、功和能結(jié)合考查?？键c(diǎn)2法拉第電磁感應(yīng)定律（5年5考）2024年高考甘肅卷：工業(yè)上利用感應(yīng)電爐冶煉合金；2024年高考甘肅卷：導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；2024年高考廣東卷：電磁俘能器可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收；2024年高考北京卷：在信息存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景的“憶阻器”；2023年高考湖北卷：近場(chǎng)通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊；2023高考江蘇卷：圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；2022年高考天津卷：鋁框依靠慣性滑過磁場(chǎng)區(qū)域?？键c(diǎn)01楞次定律1.（2024年高考江蘇卷）如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個(gè)線圈a、b，線圈a處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出，線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是（）A.順時(shí)針，順時(shí)針B.順時(shí)針，逆時(shí)針C.逆時(shí)針，順時(shí)針D.逆時(shí)針，逆時(shí)針【答案】A【解析】線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出的過程中穿過a線圈的磁通量在減小，則根據(jù)楞次定律可知a線圈的電流為順時(shí)針，由于線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流，則線圈a靠近線圈b的過程中線圈b的磁通量在向外增大，同理可得線圈b產(chǎn)生的磁場(chǎng)為順時(shí)針。A正確。2．（2024年高考北京卷）如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上，下列說法正確的是（）A．閉合開關(guān)瞬間，線圈M和線圈P相互吸引B．閉合開關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0C．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，流過電流表的電流方向由a到bD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左【參考答案】．B【考查知識(shí)點(diǎn)】楞次定律【名師解析】閉合開關(guān)瞬間，由楞次定律可知，線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與線圈M中電流的磁場(chǎng)方向相反，二者相互排斥，A錯(cuò)誤；閉合開關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，通過線圈P的磁通量保持不變，感應(yīng)電流為零，電流表的示數(shù)為零，B正確；斷開開關(guān)瞬間，通過線圈P的磁場(chǎng)方向向右，磁通量減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，因此流過電流表的感應(yīng)電流方向由b到a，CD錯(cuò)誤．3.（2023年高考河北卷）如圖，絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，彼此接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。金屬桿2、3固定不動(dòng)，1、4同時(shí)沿圖箭頭方向移動(dòng)，移動(dòng)過程中金屬桿所圍成的矩形周長(zhǎng)保持不變。當(dāng)金屬桿移動(dòng)到圖位置時(shí)，金屬桿所圍面積與初始時(shí)相同。在此過程中（）A.金屬桿所圍回路中電流方向保持不變B.通過金屬桿截面的電荷量隨時(shí)間均勻增加C.金屬桿1所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相同后相反D.金屬桿4所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相反后相同【答案】CD【解析】．由數(shù)學(xué)知識(shí)可知金屬桿所圍回路的面積先增大后減小，金屬桿所圍回路內(nèi)磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知電流方向先沿逆時(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；．由于金屬桿所圍回路的面積非均勻變化，故感應(yīng)電流的大小不恒定，故通過金屬桿截面的電荷量隨時(shí)間不是均勻增加的，故B錯(cuò)誤；．由上述分析，再根據(jù)左手定則，可知金屬桿1所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相同后相反，金屬桿4所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相反后相同，故CD正確。4（2023年高考海南卷）汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時(shí)針（俯視）方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)（）A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同【參考答案】C【名師解析】由題知，埋在地下的線圈1、2通順時(shí)針（俯視）方向的電流，則根據(jù)右手定則，可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，A錯(cuò)誤；汽車進(jìn)入線圈1過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb（逆時(shí)針），B錯(cuò)誤；汽車離開線圈1過程中，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd（順時(shí)針），C正確；汽車進(jìn)入線圈2過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb（逆時(shí)針），再根據(jù)左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯(cuò)誤。15.（2022高考上海）半徑為R的金屬圓環(huán)里，有一個(gè)垂直于紙面向里且半徑為r的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若增大該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則金屬圓環(huán)的感應(yīng)電流方向?yàn)椋ㄟx填：“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；若保持圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，方向變化180°，則金屬圓環(huán)的磁通量變化的大小為?！緟⒖即鸢浮磕鏁r(shí)針2Bπr2【命題意圖】本題考查楞次定律+磁通量變化+模型思維【名師解析】半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，若增大該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度，由磁通量公式Φ=BS可知，金屬圓環(huán)內(nèi)磁通量增大，由楞次定律可知，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。若保持圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，方向變化180°，則金屬圓環(huán)的磁通量變化的大小為△Φ=Φ2-Φ1=Bπr2-（-Bπr2）=2Bπr2?？键c(diǎn)02法拉第電磁感應(yīng)定律1.（2024年高考甘肅卷）工業(yè)上常利用感應(yīng)電爐冶煉合金，裝置如圖所示。當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí)，下列說法正確的是（）A.金屬中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流 B.金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流C.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應(yīng)電流減小 D.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應(yīng)電流不變【答案】B【解析】當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí)，感應(yīng)電爐金屬內(nèi)的磁通量也不斷隨之變化，金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤，B正確；若線圈匝數(shù)增加，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，則金屬中感應(yīng)電流變大，CD錯(cuò)誤。2.（2024年高考甘肅卷）如圖，相距為d的固定平行光滑金屬導(dǎo)軌與阻值為R的電阻相連，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v。則導(dǎo)體棒ab所受的安培力為（）A.，方向向左 B.，方向向右C.，方向向左 D.，方向向右【答案】A【解析】導(dǎo)體棒ab切割磁感線在電路部分得有效長(zhǎng)度為d，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路中感應(yīng)電流為根據(jù)右手定則，判斷電流方向?yàn)閎流向a。故導(dǎo)體棒ab所受的安培力為方向向左。故選A。3.（2024年高考廣東卷）電磁俘能器可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng)，每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．磁場(chǎng)中，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開線圈。關(guān)于圖乙中的線圈。下列說法正確的是（）A.穿過線圈的磁通量為B.永磁鐵相對(duì)線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C.永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小D.永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向【參考答案】D【名師解析】由圖乙可知，線圈中兩部分磁場(chǎng)方向相反，所以穿過線圈的磁通量為0，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁通量變化率，即永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，BC錯(cuò)誤；由楞次定律可知，永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，D正確。4．（2024年高考北京卷）電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學(xué)中重要的物理量，其中特定的兩個(gè)物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學(xué)元件的屬性，如圖所示．類似地，上世紀(jì)七十年代有科學(xué)家預(yù)言Φ和Q之比可能也是一種電磁學(xué)元件的屬性，并將此元件命名為“憶阻器”，近年來實(shí)驗(yàn)室已研制出了多種類型的“憶阻器”．由于“憶阻器”對(duì)電阻的記憶特性，其在信息存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景．下列說法錯(cuò)誤的是（）A．QU的單位和ΦI的單位不同B．在國(guó)際單位制中，圖中所定義的M的單位是歐姆C．可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)D．根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律可以推導(dǎo)出自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式【參考答案】．A【考查知識(shí)點(diǎn)】單位制、法拉第電磁感應(yīng)定律【名師解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，，是的單位為V·s，由可知，Q的單位為A·s，則QU與ΦI的單位相同均為V·A·s，A錯(cuò)誤；由題圖可知，從單位角度分析有，B正確；由知，可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)，C正確；由電感的定義以及法拉第電磁感應(yīng)定律解得，D正確．5.（2023年高考湖北卷）近場(chǎng)通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個(gè)壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長(zhǎng)分別為、和，圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直通過此線圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近（）A. B. C. D.【參考答案】B【名師解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，B正確。6.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φ0、φA、φC，則（）A.φO>φC B.φC>φA C.φO=φA D.φO－φA=φA－φC【參考答案】A【名師解析】由題圖可看出OA導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，則根據(jù)右手定則可知φO>φA其中導(dǎo)體棒AC段不在磁場(chǎng)中，不切割磁感線，電流為0，則φC=φA，A正確、BC錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析可知φO－φA>0，φA－φC=0則φO－φA>φA－φC，D錯(cuò)誤。7．（2023年6月高考浙江選考科目）如圖所示，質(zhì)量為M、電阻為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，通過兩根長(zhǎng)均為l、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上，固定點(diǎn)間距也為L(zhǎng)。細(xì)桿通過開關(guān)S可與直流電源E0或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1，當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí)，細(xì)桿與豎直方向的夾角固定點(diǎn)；然后開關(guān)S接2，棒從右側(cè)開始運(yùn)動(dòng)完成一次振動(dòng)的過程中（）A．電源電動(dòng)勢(shì)B．棒消耗的焦耳熱C．從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，最大擺角小于D．棒兩次過最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等【參考答案】C【名師解析】開關(guān)S接1，導(dǎo)體棒靜止時(shí)，受力分析，由tanθ=BIL/mg，解得I=mg/BL，由閉合電路歐姆定律，電源電動(dòng)勢(shì)E=IR=mgR/BL，A錯(cuò)誤；不能得出導(dǎo)體棒完成一次振動(dòng)過程消耗的焦耳熱，B錯(cuò)誤；開關(guān)接2，由于金屬棒運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流，從二極管正極流入，金屬棒中有電流，受到與方向相反的安培力作用，所以最大擺角小于π/4，C正確；金屬棒從右向左經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)速度大于從左向右經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，金屬棒兩次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不等，D錯(cuò)誤。8.（2023年高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試）足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計(jì)。質(zhì)量為、長(zhǎng)為、電阻為的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.【參考答案】BD【名師解析】導(dǎo)軌的速度，因此對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為導(dǎo)體棒的安培力大小為由左手定則可知導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)?，?dǎo)體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為由左手定則可知的方向?yàn)榇怪敝泵嫦蚶?，A錯(cuò)誤B正確；對(duì)導(dǎo)體棒分析，所受安培力對(duì)導(dǎo)體框分析，所受安培力電路中的電流為聯(lián)立解得，C錯(cuò)誤D正確。9.（2022年高考天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，邊長(zhǎng)為a的正方形鋁框平放在光滑絕緣水平桌面上，桌面上有邊界平行、寬為b且足夠長(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于桌面，鋁框依靠慣性滑過磁場(chǎng)區(qū)域，滑行過程中鋁框平面始終與磁場(chǎng)垂直且一邊與磁場(chǎng)邊界平行，已知，在滑入和滑出磁場(chǎng)區(qū)域的兩個(gè)過程中（）A.鋁框所用時(shí)間相同 B.鋁框上產(chǎn)生的熱量相同C.鋁框中的電流方向相同 D.安培力對(duì)鋁框的沖量相同【參考答案】D【命題意圖】本題考查線框通過磁場(chǎng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流、楞次定律、安培力、沖量及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！久麕熃馕觥夸X框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)過程，磁通量變化，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，受向左安培力而減速，完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量不變做勻速運(yùn)動(dòng)；可知離開磁場(chǎng)過程的平均速度小于進(jìn)入磁場(chǎng)過程的平均速度，所以離開磁場(chǎng)過程的時(shí)間大于進(jìn)入磁場(chǎng)過程的時(shí)間，A錯(cuò)誤；由楞次定律可知，鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過程磁通量增加，感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向；離開磁場(chǎng)過程磁通量減小，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，C錯(cuò)誤；鋁框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)過程安培力對(duì)鋁框的沖量為又得，D正確；鋁框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)過程，鋁框均做減速運(yùn)動(dòng)，可知鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過程的速度一直大于鋁框離開磁場(chǎng)過程的速度，根據(jù)可知鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過程受到的安培力一直大于鋁框離開磁場(chǎng)過程受到的安培力，故鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過程克服安培力做的功大于鋁框離開磁場(chǎng)過程克服安培力做的功，即鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的熱量大于鋁框離開磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的熱量，B錯(cuò)誤。11.（2023高考選擇性考試遼寧卷）如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長(zhǎng)度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長(zhǎng)度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時(shí)刻兩棒靜止，兩棒中點(diǎn)之間連接一壓縮量為L(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個(gè)過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。下列說法正確的足（）A.彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流B.PQ速率為v時(shí)，MN所受安培力大小為C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，通過MN的電荷量為【參考答案】AC【名師解析】彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，選項(xiàng)A正確；任意時(shí)刻，設(shè)電流為I，則PQ受安培力，方向向左；MN受安培力，方向向右，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)PQ質(zhì)量為2m，則MN質(zhì)量為m，PQ速率為v時(shí)，則解得回路的感應(yīng)電流MN所受安培力大小為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩棒最終停止時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，由動(dòng)量守恒可得，可得則最終MN位置向左移動(dòng)PQ位置向右移動(dòng)因任意時(shí)刻兩棒受安培力和彈簧彈力大小都相同，設(shè)整個(gè)過程兩棒受的彈力的平均值為F彈，安培力平均值F安，則整個(gè)過程根據(jù)動(dòng)能定理，可得，選項(xiàng)C正確；兩棒最后停止時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)位置，此時(shí)兩棒間距增加了L，由上述分析可知，MN向左位置移動(dòng)，PQ位置向右移動(dòng)，則，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．（2023高考北京卷）如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并最終完全穿出．線框的邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)寬度．下列說法正確的是（）A．線框進(jìn)磁場(chǎng)的過程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．線框出磁場(chǎng)的過程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進(jìn)和出的兩過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等【參考答案】D【名師解析】根據(jù)楞次定律，線框進(jìn)磁場(chǎng)的過程中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，A錯(cuò)誤；線框出磁場(chǎng)的過程中受到的安培力為變力，所以線框出磁場(chǎng)的過程中做變減速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；線框在進(jìn)和出的兩過程中磁通量變化相同，通過線框?qū)Ь€的電荷量相等，克服安培力做功不同，所以產(chǎn)生的焦耳熱不相等，D正確C錯(cuò)誤。13．（2023高考北京卷）如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡，開始時(shí)，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)（）A．P與Q同時(shí)熄滅B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅D．P閃亮后再熄滅【參考答案】D【名師解析】根據(jù)題述，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，說明線圈L中通過的電流大于燈泡P中電流。斷開開關(guān)，線圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，與燈泡P形成閉合回路，所以P閃亮后再熄滅，Q立即熄滅，D正確ABC錯(cuò)誤。14.（2022新高考江蘇卷）如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（）

A. B. C. D.【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。【解題思路】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，可知磁場(chǎng)的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，選項(xiàng)A正確。專題28電磁感應(yīng)+圖像考點(diǎn)三年考情（2022-2024）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1圖像信息題（5年3考）2023年高考全國(guó)乙卷和甲卷：將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機(jī)玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放，給出電流圖像；2022年高考福建卷：導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上切割磁感線運(yùn)動(dòng)，給出導(dǎo)體棒速度圖像；2022年高考重慶卷第7題：導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上受到拉力作用，給出拉力隨速度變化圖像。1.電磁感應(yīng)中的圖像信息：主要有速度圖像、力圖像、電流圖像、電壓圖像等，其中速度圖像、力圖像一直是考查的熱點(diǎn)。2.電磁感應(yīng)中圖像選擇題，題述電磁感應(yīng)情景主要有：導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上移動(dòng)切割磁感線；線框通過有界磁場(chǎng)區(qū)域等；供選擇的圖像主要為：速度圖像、電流圖像、電壓圖像、安培力圖像等?？键c(diǎn)2選擇圖像題（5年3考）2023年高考福建卷：導(dǎo)體棒在兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌上切割磁感線運(yùn)動(dòng)；2024年高考遼寧卷：空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2022年高考河北卷：導(dǎo)體棒沿梯形導(dǎo)軌滑動(dòng)，選擇相關(guān)圖像；考點(diǎn)01圖像信息1.（2023年高考全國(guó)乙卷）一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行了如下比較實(shí)驗(yàn)。用圖（a）所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機(jī)玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落至管的下端。實(shí)驗(yàn)中電流傳感器測(cè)得的兩管上流過漆包線的電流I隨時(shí)間t的變化分別如圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）A.圖（c）是用玻璃管獲得的圖像B.在鋁管中下落，小磁體做勻變速運(yùn)動(dòng)C.在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的短【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁阻尼及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】強(qiáng)磁體從管的上端由靜止釋放，鋁管本身和線圈都將對(duì)強(qiáng)磁體產(chǎn)生電磁阻尼，在鋁管下落，強(qiáng)磁體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，圖（c）是用玻璃管獲得的圖像，圖（b）是用鋁管獲得的圖像，A正確B錯(cuò)誤；在玻璃管中下落，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流對(duì)小磁體下落產(chǎn)生電磁阻力，由安培力公式可知，電磁阻力與產(chǎn)生的感應(yīng)電流成正比，所以在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力逐漸增大，C錯(cuò)誤；由于在鋁管中下落，受到的電磁阻力大于在玻璃管中下落，所以用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的長(zhǎng)，D錯(cuò)誤?！局R(shí)拓展】電磁阻尼的實(shí)質(zhì)是受到了與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力作用。2（2023高考全國(guó)甲卷）一有機(jī)玻璃管豎直放在地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖（a）所示。現(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t變化如圖（b）所示。則A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快B.下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C.下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大【參考答案】AD【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、電磁阻尼、對(duì)電流I隨時(shí)間t變化圖像的理解及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。【解題思路】由圖（b）可知，強(qiáng)磁體通過每匝線圈時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大值逐漸增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知，小磁體通過每匝線圈時(shí)磁通量變化率越來越大，即小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快，A正確；下落過程中，小磁體的N極、S極上下沒有顛倒，B錯(cuò)誤；小磁體下落過程中受到的電磁阻力實(shí)質(zhì)就是安培力，根據(jù)安培力公式可知，下落過程中，小磁體受到的電磁阻力越來越大，C錯(cuò)誤；與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大，D正確。3．（2022年高考重慶卷第7題）如圖1所示，光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導(dǎo)體桿與軌道垂直并接觸良好（不計(jì)桿和軌道的電阻），整個(gè)裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩次運(yùn)動(dòng)中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中，第一次對(duì)應(yīng)直線①，初始拉力大小為，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對(duì)應(yīng)直線②，初始拉力大小為，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為。若第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同位移的時(shí)間之比為n，則k、m、n可能為（）A．B．C．D．【參考答案】C【名師解析】由題意，桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在v=0時(shí)分別有，=ma1，2=ma2，設(shè)第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中，桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同位移的時(shí)間分別為t1和t2，則有x=a1t12，x=a2t22，t1?t2=n聯(lián)立解得：n=第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中，所受安培力FA=BIL=,根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-FA=ma，即F=ma+由此可知，拉力大小F與速率v的關(guān)系圖像斜率為，由第一次和第二次運(yùn)動(dòng)F與速率v的關(guān)系圖像斜率之比為2?1，可得=2，即=2，可以取k2=6，m=3，所以選項(xiàng)C正確。4.（2022年福建高考）如圖（a），一傾角為的絕緣光滑斜面固定在水平地面上，其頂端與兩根相距為L(zhǎng)的水平光滑平行金屬導(dǎo)軌相連；導(dǎo)軌處于一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其末端裝有擋板M、N．兩根平行金屬棒G、H垂直導(dǎo)軌放置，G的中心用一不可伸長(zhǎng)絕緣細(xì)繩通過輕質(zhì)定滑輪與斜面底端的物塊A相連；初始時(shí)刻繩子處于拉緊狀態(tài)并與G垂直，滑輪左側(cè)細(xì)繩與斜面平行，右側(cè)與水平面平行．從開始，H在水平向右拉力作用下向右運(yùn)動(dòng)；時(shí)，H與擋板M、N相碰后立即被鎖定．G在后的速度一時(shí)間圖線如圖（b）所示，其中段為直線．已知：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，，G、H和A的質(zhì)量均為，G、H的電阻均為；導(dǎo)軌電阻、細(xì)繩與滑輪的摩擦力均忽略不計(jì)；H與擋板碰撞時(shí)間極短；整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程A未與滑輪相碰，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好：，，重力加速度大小取，圖（b）中e為自然常數(shù)，．求：（1）在時(shí)間段內(nèi)，棒G的加速度大小和細(xì)繩對(duì)A的拉力大?。唬?）時(shí)，棒H上拉力的瞬時(shí)功率；（3）在時(shí)間段內(nèi)，棒G滑行的距離．【參考答案】（1）；；（2）；（3）【命題意圖】此題考查電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力。對(duì)速度圖像的理解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。【名師解析】（1）由圖像可得在內(nèi)，棒G做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為依題意物塊A的加速度也為，由牛頓第二定律可得解得細(xì)繩受到拉力（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律推導(dǎo)出“雙棒”回路中的電流為由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和安培力公式有由于在內(nèi)棒G做勻加速運(yùn)動(dòng)，回路中電流恒定為，兩棒速度差為保持不變，這說明兩棒加速度相同且均為a；對(duì)棒H由牛頓第二定律可求得其受到水平向右拉力由圖像可知時(shí)，棒G的速度為此刻棒H的速度為其水平向右拉力的功率．（3）棒H停止后，回路中電流發(fā)生突變，棒G受到安培力大小和方向都發(fā)生變化，棒G是否還拉著物塊A一起做減速運(yùn)動(dòng)需要通過計(jì)算判斷，假設(shè)繩子立刻松弛無拉力，經(jīng)過計(jì)算棒G加速度為物塊A加速度為說明棒H停止后繩子松弛，物塊A做加速度大小為的勻減速運(yùn)動(dòng)，棒G做加速度越來越小的減速運(yùn)動(dòng)；由動(dòng)量定理、法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可以求得，在內(nèi)棒G滑行的距離這段時(shí)間內(nèi)物塊A速度始終大于棒G滑行速度，繩子始終松弛。考點(diǎn)02選擇圖像1.（2023學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試上海卷）如圖所示，左側(cè)連接有電阻R的光滑平行導(dǎo)軌處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一金屬棒置于導(dǎo)軌上，對(duì)其施加外力使其運(yùn)動(dòng)，所受安培力變化如圖所示，取向右為正方向，則外力隨時(shí)間變化的圖像正確的是【參考答案】C【名師解析】對(duì)照安培力隨時(shí)間變化圖像可知，金屬棒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻速度減小到零，設(shè)加速度大小為a，所受安培力先向左后向右，金屬棒速度方向先向右后向左。金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，I=BLv/R，v=v0-at。所受安培力FA=BIL=-=-=-F0+，安培力隨時(shí)間變化圖像中。根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)+FA=-ma，解得F=-ma+=F0-ma-，對(duì)照各個(gè)選項(xiàng)圖，可知C正確。2.（2023年高考福建卷）如圖，M、N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻可忽略不計(jì)；導(dǎo)軌間有一垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界垂直于導(dǎo)軌；阻值恒定的兩均勻金屬棒a、b均垂直于導(dǎo)軌放置，b始終固定。a以一定初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，此后運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并與b不相碰。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為正方向建立軸坐標(biāo)；在運(yùn)動(dòng)過程中，a的速度記為v，a克服安培力做功的功率記為P。下列v或P隨x變化的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】設(shè)導(dǎo)軌間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，金屬棒總電阻為R，由題意導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)后受到水平向左的安培力作用，做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量定理有根據(jù)，，可得又因?yàn)槁?lián)立可得根據(jù)表達(dá)式可知v與x成一次函數(shù)關(guān)系，故A正確，B錯(cuò)誤；a克服安培力做功的功率為故圖像為開口向上的拋物線，由于F和v都在減小，故P在減小,故CD錯(cuò)誤。3.（2024年高考遼寧卷）如圖，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終平行于OP。導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差