高考物理电磁感应现象的两类情况-经典压轴题及详细答案

电磁感应规律的综合应用(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

压轴题07电磁感应规律的综合应用

一，考向分析................................................................................................................................................................1

二．题型及要领归纳....................................................................................................................................................2

热点题型一以动生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................2

热点题型二以感生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................9

热点题型三以等间距双导体棒模型考动量能量问题....................................................................................16

热点题型四以不等间距双导体棒模型考动量定理与电磁规律的综合问题...............................................21

热点题型五以棒＋电容器模型考查力电综合问题........................................................................................27

电磁感应中的三大力学观点的综合性应用(解析版)-高中物理

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电磁感应中的三大力学观点的综合性应用

考情探究

1.高考真题考点分布

题型考点考查考题统计

选择题单棒问题2024年贵州卷

计算题含容单棒问题2024年北京卷

计算题双棒问题2024年江西卷

2.命题规律及备考策略

【命题规律】高考对利用三大力学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，多以压轴题的难度出现。

【备考策略】

1.利用动力学的观点处理电磁感应问题。

2.利用能量的观点处理电磁感应问题。3.利用动量的观点处理电磁感应问题。

【命题预测】重点关注电磁感应中利用三大力学观点处理框类问题、单棒问题和双棒问题。

考点梳理

一、两种状态及处理方法

状态特征处理方法

平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析

非平衡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进行分析

二、力学对象和电学对象的相互关系

三、电磁感应现象中的能量转化

2四、求解焦耳热Q的三种方法

五、电磁感应中的能量与动量问题

1．导体棒在磁场中做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。

2．在相互平行的光滑水平轨道间的双导体棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反

向，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题应用动量守恒定律解答往往比较便捷。考点精讲

电磁感应中的动力学问题分析电磁感应现象中动力学问题的基本步骤考向1电磁感应中的平衡问题

1.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水

平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均

为μ，导轨电阻不计，每根杆的电阻均为R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强

磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速

度V2向下匀速运动(重力加速度为g)。以下说法正确的是()

3A.ab杆所受拉力F

电磁感应压轴题

1 北京数学培训学校高二培优（三）电磁感应综合应用及电磁感应相关问题

一、应用：

例1．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，上述物理量B、R、d、v中，应如何变化？答________________.

总结：

1．回旋加速器的原理：加速，回旋; D形

金属盒的作用是：

2．工作条件：

3．粒子获得的最大动能由决定。用B、R、 m、q 表示EK=

4．粒子每经过狭缝一次，动能增加量为KE= EK=

5．粒子从进入磁场到获得最大动能所需时间为t=

例题2：、如图所示，以速度为V0，电荷量为q的正离子恰能直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E则：

A．若改为电荷量-q的离子，将往上偏（其它不变）；

B．如速度变为2V0将往上（其它不变）；

C．若改为+2q的离子将往下偏（其它不变）；

D．若速度变为21V0将往下偏（其它不变）

练习1：如图15-6所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若丁丙乙甲mmmm，丁丙乙甲vvvv，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（）

山东省淄博第一中学高中物理法拉第电磁感应定律压轴题易错题

一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律

1．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6 Ω，线圈电阻R2=4Ω求：

（1）磁通量变化率，回路的感应电动势。

（2）a、b两点间电压Uab。

【答案】（1）0.04Wb/s 4V（2）2.4V

【解析】

【详解】

（1）由B=（2+0.2t）T得磁场的变化率为

0.2T/sBt

则磁通量的变化率为：

0.04Wb/sBStt

根据Ent可知回路中的感应电动势为：

4VBEnnStt

（2）线圈相当于电源，Uab是外电压，根据电路分压原理可知：

1122.4VabERRRU

答：（1）磁通量变化率为0.04Wb/s，回路的感应电动势为4V。

（2）a、b两点间电压Uab为2.4V。

2．如图所示，两彼此平行的金属导轨MN、PQ水平放置，左端与一光滑绝缘的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“>”形金属框架NDQ，∠NDQ=1200，ND与DQ的长度均为L，MP右侧空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场．导轨MN、PQ电阻不计，金属棒与金属框架NDQ单位长度的电阻值为r，金属棒质量为m，长度与MN、PQ之间的间距相同，与导轨MN、PQ的动摩擦因数为．现让金属棒从曲面上离水平面高h的位置由静止释放，金属棒恰好能运动到NQ边界处．

(1)刚进入磁场时回路的电流强度i0；

(2)棒从MP运动到NQ所用的时间为t，求导轨MN、PQ的长度s；

(3)棒到达NQ后，施加一外力使棒以恒定的加速度a继续向右运动，求此后回路中电功率的最大值pmax．

【答案】06(23)Bghir；0223(2)3mghumgtrSBL（）；22max34(23)BLaPr

近6年全国各地高考物理真题汇编：电磁感应(Word版含答案)

试卷第1页，共11页 2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：电磁感应

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题（本大题共12题）

1．（2022·全国·高考真题）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12II、和3I。则（）

A．132III B．132III C．123III D．123III

2．（2017·天津·高考真题）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）

A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小

C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小

3．（2021·北京·高考真题）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（）

A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为ab

C．电阻R消耗的总电能为202()mvRRr D．导体棒克服安培力做的总功小于2012mv

4．（2020·江苏·高考真题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B和2B大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）试卷第2页，共11页

(压轴题)高中物理选修二第二章《电磁感应》检测(有答案解析)(4)

一、选择题

1．(0分)[ID：128569]如图所示，MPQN是边长为L和2L的矩形，由对角线MQ、NP与MN、PQ所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向右匀速运动，右边框始终平行于MN。设导线框中感应电流为i且逆时针流向为正。若0t时右边框与MN重合，1tt时右边框刚好到G点，则右边框由MN运动到PQ的过程中，下列it图像正确的是（）

A． B．

C． D．

2．(0分)[ID：128562]如图所示的电路中，A，B，C是三个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的电感，其直流电阻与定值电阻R阻值相等，D是理想二极管．下列判断中正确的是（）

A．闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮

B．闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮

C．闭合开关S后，灯泡A，B，C一样亮

D．断开开关S的瞬间，灯泡B，C均要闪亮一下再熄灭 3．(0分)[ID：128553]如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（）

A．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=3:1

B．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1

C．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1

D．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1

4．(0分)[ID：128551]如图所示,置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是

（）

A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动

B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动

C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动

D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动

5．(0分)[ID：128548]如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（）

2025届高考物理：电磁感应综合计算问题(含解析)

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电磁感应综合计算问题

考情分析1

解题攻略1

题型训练4

考点一单棒类电磁感应4

考点二双棒类电磁感应6

考点三线框类电磁感应9

(压轴题)高中物理选修二第二章《电磁感应》检测题(含答案解析)

一、选择题

1．(0分)[ID：128575]科学家发现一种新型合金材料N45Co5n40Sn10iM（），只要略微加热该材料下面的铜片，这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。将两个相同的条状新型合金材料竖直放置，在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈，如图甲、乙所示。现对两条状新型合金材料下面的铜片加热，则（）

A．甲图线圈有收缩的趋势 B．乙图线圈有收缩的趋势

C．甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 D．乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流

2．(0分)[ID：128565]如图所示，一宽为40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s，通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（电流沿逆时针绕向为正）（）

A． B． C． D．

3．(0分)[ID：128564]法拉第发明了世界上第一台发电机―法拉第圆盘发电机，原理如图所示。铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴，边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路，其他电阻均不计。转动摇柄，使圆盘如图示方向匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，电阻的功率为P。则（）

A．圆盘转动的角速度为2PRBr，流过电阻R的电流方向为从c到d

B．圆盘转动的角速度为22PRBr，流过电阻R的电流方向为从d到c

C．圆盘转动的角速度为22PRBr，流过电阻R的电流方向为从c到d

D．圆盘转动的角速度为2PRBr，流过电阻R的电流方向为从d到c

4．(0分)[ID：128561]如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈圆的半径分别为R、2R，磁感应强度B随时间t的变化规律是Bkt（k为常数），方向垂直于线圈平面，闭合线圈中产生的感应电动势为（）

高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附详细答案

一、法拉第电磁感应定律

1．如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t＝tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

(1)通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；

(2)ab棒开始下滑的位置离EF的距离；

(3)ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。

【答案】(1)通过cd棒电流的方向从d到c，区域I内磁场的方向垂直于斜面向上；(2)3l（3）4mglsinθ。

【解析】

【详解】

(1)由楞次定律可知，流过cd的电流方向为从d到c，cd所受安培力沿导轨向上，由左手定则可知，I内磁场垂直于斜面向上，故区域I内磁场的方向垂直于斜面向上。

(2)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，

a＝sinmgm=gsinθ

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得：

1Blvt

2(sin)xxBlIBIgtt

解得

2sinxltg

ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度 12sinvgl

则ab棒开始下滑的位置离EF的距离

21232xhatll

(3)ab棒在区域Ⅱ中运动时间

222sinxlltvg

ab棒从开始下滑至EF的总时间

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含详细答案

一、法拉第电磁感应定律

1．如图，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P通过导线与阻值为R的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。当线圈P所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m、带电量为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g，求：

(1)匀强电场的电场强度

(2)流过电阻R的电流

(3)线圈P所在磁场磁感应强度的变化率

【答案】(1)mgq(2)mgdqR(3)()BmgdRrtNQRS

【解析】

【详解】

(1)由题意得：

qE=mg

解得

mgqE

(2)由电场强度与电势差的关系得：

UEd

由欧姆定律得：

UIR

解得

mgdIqR

(3)根据法拉第电磁感应定律得到：

ENt

BStt 根据闭合回路的欧姆定律得到：()EIRr

解得：

()BmgdRrtNqRS

2．如图，水平面（纸面）内同距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为．重力加速度大小为g．求

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

（2）电阻的阻值．

【答案】0FEBltgm ； R=220 Bltm

【解析】

【分析】

【详解】

（1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ①

设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有：v=at0 ②

当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③