2023年高考物理二輪復習：專題4. 2 電磁感應

2023年高考物理二輪復習講練測（新高考專用）

專題4.2電磁感應

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

應定律及簡單II2022?廣東卷412021?河北卷?T5

應用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

電磁感應中的2020?天津卷?T11

2022?遼寧卷4152021?湖北卷416

動力學、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

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

拉第電磁感應定律、電磁感應中的圖象問題、能量轉換及電荷量的計算等知識點.電磁

感應中常涉及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)學知識解決物理問題的能力.

1.抓住兩個關鍵：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.同時注意對無感應電流區(qū)域的判斷.

應考策略2.加強知識遷移能力的訓練：綜合試題涉及力和運動、動量守恒、能量守恒、電路分析、

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

感應圖象的問題等.

二、思維導圖

位考點梳理

三、講知識

1.電磁問題方向判斷“三定則、一定律”的應用

(1)安培定則：判斷運動電荷、電流產生的磁場方向。

(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)生變化產生的感應電流的磁場方向。

(4)右手定則：判斷閉合電路中部分導體切割磁感線產生的感應電流的方向。

2.楞次定律推論的應用技巧

(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)導體棒繞與磁場平行的軸勻速轉動

(4)線圈繞與磁場垂直的軸勻速轉動e=nBS<^sin。

4.感應電荷量的兩種求法

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

A△(p

達式為q=[&t-n.??△

△r”總K總

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

5.解決電磁感應圖象問題的兩種常用方法

(1)排除法：定性地分析電磁感應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)關系，然后由函數(shù)關系對圖象進行分析和判斷。

6.三步解決電磁感應中電路問題

△①

(D確定電源：E=「=八或E=Blv。

(2)分析電路結構：分析內、外電路，以及外電路的串并聯(lián)關系，畫出等效電路圖。

(3)應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電磁感應現(xiàn)象楞次定律

1.產生感應電流的三種常見情況

UT\rxXXXI

導線切割磁感線=xxxb^

@xxx[x1

石s變化

gn0

結論:只要穿過閉合導體回路

磁鐵與回路相對運動QnjfmF

的磁通量發(fā)生變化，閉合導體

榔TB變化

回路中就會產生感應電流

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是光滑固定導軌，

,ND；*6是可動金屬棒，

__“增縮減擴”"/磁鐵下移，面積應

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)象因果關系

安培定則電流的磁效應一一電流、運動電荷產生的磁場因電生磁

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

右手定則導體做切割磁感線運動產生的電磁感應現(xiàn)象因動生電

楞次定律閉合回路磁通量變化產生的電磁感應現(xiàn)象因磁生電

重點2法拉第電磁感應定律及簡單應用

1.法拉第電磁感應定律的三種變形表達式

(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和磁感應強度B的共同變化引起的，應根據(jù)定義求E,末一。山則

廣_|-52-85],ABAS

E~nA/初A/°

2.導體棒切割磁感線產生感應電動勢

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E=gBpcoXXXXX導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.電磁阻尼與電磁驅動的比較

電磁阻尼電磁驅動

不由于導體在磁場中運動而產由于磁場運動引起磁通量的變化而產生感

成因

同生感應電流，從而使導體受到應電流，從而使導體受到安培力

點安培力

安培力的方向與導體運動方導體受安培力的方向與導體運動方向相

效果

向相反，阻礙導體運動同，推動導體運動

導體克服安培力做功，其他形由于電磁感應，磁場能轉化為電能，通過

能量

式的能轉化為電能，最終轉化安培力做功，電能轉化為導體的機械能，

轉化

為內能而對外做功

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

相同點

的導體與磁場間的相對運動

重點3電磁感應中的圖象問題

分析電磁感應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)由給定的電磁感應過程選出或畫出相應的圖象(畫圖象)

類型(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的問題(用圖象)

有關方向

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的相關公式等

定性地分析電磁感應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，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)關系，然后由函數(shù)關系對圖象進行分析和判斷

重點4電磁感應中的動力學、動量和能量問題

電磁感應中的動力學、動量和能量問題解題策略

平衡態(tài)

動力學問題

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

功能關系：Q=安格力

種方法三種求法)

能量:轉化：Q=AE1tMlt1111tto

對于兩導體棒在平直的光滑導軌上運動的情況，如果兩棒所受的外

力之和為零，則考慮應用動量守恒定律處理問題

動量問題當題目中涉及電荷量或平均電流時，可應用動量定理6//

m?Xv、q=I?△-來解決問題

目題型剖析

重點1電磁感應現(xiàn)象楞次定律

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

可為、人人愛為，既是體育強國建設的目標，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，在銅質飛輪的外側有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時帶動飛輪轉動，磁鐵會對飛

輪產生阻礙，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

B.飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關

C.飛輪轉速一定時，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，所以會產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可知，磁場對運動的

飛輪產生阻力，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，與其密度無關，AB錯誤；

C.飛輪轉速一定時，磁鐵越靠近飛輪，飛輪處的磁感應強度越強，飛輪中產生的感應電動勢和感應電流越大，

飛輪受到的阻力越大，c正確：

D.磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉速越大，由電磁感應定律可知，飛輪中產生的感應電動勢和感應電流越

大，飛輪受到的阻力越大，D正確。

故選CDo

訓練2：（2023?北京市房山區(qū)高三上學期期末）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

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時刻感應電動勢為零

B.tt弓時間內。點電勢高于6點電勢

C0弓時間內沖擊電流計中電流大小保持不變

D.0弓時間內線圈中感應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，則感應電動勢為零，選項A正確；

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

點電勢，選項B錯誤；

C.0右時間內B-f圖像斜率先減小后變大，則感應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法拉第電磁感應定律及簡單應用

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

量為如電阻為R,用細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，下

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

則（）

Xxx|XXXB

XXXXXX

XXXXXX

L

A.線框中感應電流沿逆時針方向

B從i開始計時，線框處于靜止狀態(tài)的時間公翳

C.從,二°開始計時，線框處于靜止狀態(tài)的時間”翳

D.細線斷后，若保持磁感應強度8不變，則線框將勻加速下落

【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：設拉力為T則

T-F+mg=3mg

解得

4mgR

n2k2C

故C正確，B錯誤；

D.細線斷后，若保持磁感應強度B不變，線框上邊界切割磁感線，產生感應電流，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。

訓練2：（2023屆?山東莒南縣一中高三上學期開學考試）如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，一導

體棒外繞O點在垂直于磁場的平面內勻速轉動，角速度為。，Oa=ab=L,導體棒產生的感應電動勢大小

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，導體棒上。點的速度為

va=a）L

導體棒上Z點的速度為

vh=（o-2L

則導體棒產生的感應電動勢大小為

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

22

故選C。

重點3電磁感應中的圖象問題

例題3：（2023屆?安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學期開學考試）某同學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。現(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，圓形線陰內產生的電動勢與五角星線圈內產生的電動勢方向相反。所以，整個線圈的“有效

面積”為

S=S]—S2

結合圖2,由法拉第電磁感應定律可得線圈內所產生的感應電動勢為

N（p_4B。

=(5(-S)k

不一〒2

因外電路斷路且由楞次定律結合圖2可知，在。工內

4

u“b=-（s「s）k

故選A,

訓練3：

重點4電磁感應中的動力學、動量和能量問題

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

邊長為d的正方形金屬框He,”由靜止開始下落（計時開始），經過一段時間進入磁感應強度大小為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的關系圖像如圖乙所示，當必邊離開邊界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。

訓練4：（2023屆?河北五個一名校聯(lián)盟高三上學期開學考試）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。現(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