專題09電磁感應(yīng)

考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢

命題逐漸引入非線性元件的數(shù)學(xué)化處

考點(diǎn)1法拉第

2021、2022、2023

電磁感應(yīng)定律理，如通過二極管的伏安特性曲線分析非

理想電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，結(jié)合分段函數(shù)思想

計(jì)算不同電壓區(qū)間的電流分布。實(shí)驗(yàn)探究

方面，常設(shè)計(jì)驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律的

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，利用電壓傳感器測量U-I曲

線，結(jié)合線性擬合方法求解電源電動(dòng)勢與

內(nèi)阻并評估系統(tǒng)誤差，體現(xiàn)理論與實(shí)證的

深度融合。

能力要求上，突出數(shù)學(xué)工具的工程化

應(yīng)用與邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性?？忌枋炀氝\(yùn)

用導(dǎo)數(shù)分析瞬時(shí)電動(dòng)勢的變化率，或通過

考點(diǎn)2法拉第積分計(jì)算非勻強(qiáng)磁場中的磁通量變化量；

電磁感應(yīng)定律2022、2023部分試題引入有限差分法，如通過分段線

的應(yīng)用性擬合處理復(fù)雜電路中的暫態(tài)過程。實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)能力的考查力度顯著增強(qiáng)，例如設(shè)計(jì)

測量半導(dǎo)體熱敏電阻溫度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案

時(shí)，需綜合考慮溫控系統(tǒng)精度、電路結(jié)構(gòu)

優(yōu)化與數(shù)據(jù)修正方法。部分試題還引入多

維度動(dòng)態(tài)建模能力，如通過“場-路-

能”轉(zhuǎn)化鏈分析智能電網(wǎng)中的功率分配問

題，或利用傅里葉變換簡化周期性交變電

流的諧波分析，全面檢驗(yàn)考生對物理規(guī)律

的遷移能力與創(chuàng)新應(yīng)用水平。

考點(diǎn)01法拉第電磁感應(yīng)定律

1．（2023·重慶·高考）某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于

勻強(qiáng)磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場的磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則

線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為（）

NBScosθNBSsinθ

A．B．

tt

BSsinθBScosθ

C．D．

tt

【答案】A

ΔΦSNBScosθ

【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=N=NBcosθ=

Δttt

故選A。

2．（2022·重慶·高考）某同學(xué)以金屬戒指為研究對象，探究金屬物品在變化磁場中的熱效應(yīng)。如圖所示，

戒指可視為周長為L、橫截面積為S、電阻率為ρ的單匝圓形線圈，放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向

垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在Δt時(shí)間內(nèi)從0均勻增加到B0，求：

（1）戒指中的感應(yīng)電動(dòng)勢和電流；

（2）戒指中電流的熱功率。

BL2BLSB2L3S

【答案】（1）E=0，I=0；（2）P=0

4πΔt4πρΔt16π2ρ(Δt)2

【詳解】（1）設(shè)戒指的半徑為r，則有L=2πr磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在Δt時(shí)間內(nèi)從0均勻增加到B0，產(chǎn)生的

BBL2ρLEBLS

感應(yīng)電動(dòng)勢為E=0?πr2可得E=0戒指的電阻為R=則戒指中的感應(yīng)電流為I==0

Δt4πΔtSR4πρΔt

B2L3S

（2）戒指中電流的熱功率為P=I2R=0

16π2ρ(Δt)2

3．（2021·重慶·高考）某眼動(dòng)儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運(yùn)

動(dòng)。若該眼動(dòng)儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面最初平行于磁

場，經(jīng)過時(shí)間t后線圈平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場夾角為θ處，則在這段時(shí)間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電

動(dòng)勢的大小和感應(yīng)電流的方向（從左往右看）為（）

NBSsinθNBScosθ

A．，逆時(shí)針B．，逆時(shí)針

tt

NBSsinθNBScosθ

C．，順時(shí)針D．順時(shí)針

tt

【答案】A

【詳解】經(jīng)過時(shí)間t，面積為S的線圈平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場夾角為θ處，磁通量變化為ΔΦ=BSsinθ

ΔΦNBSsinθ

由法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為E=N=由楞次定律可判斷出感

Δtt

應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。

故選A。

考點(diǎn)02法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

4．（2023·重慶·高考）如圖所示，與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導(dǎo)軌。質(zhì)量為m、電

阻不可忽略的導(dǎo)體桿MN沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，以大小為v的速度進(jìn)入方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場

區(qū)域，在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后，速度大小變?yōu)?v。運(yùn)動(dòng)過程中桿與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌的電

阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)（）

A．流過桿的感應(yīng)電流方向從N到M

3

B．桿沿軌道下滑的距離為vt

2

C．流過桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率

D．桿所受安培力的沖量大小為mgtsinθ?mv

【答案】D

【詳解】A．根據(jù)右手定則，判斷知流過桿的感應(yīng)電流方向從M到N，故A錯(cuò)誤；

B．依題意，設(shè)桿切割磁感線的有效長度為L，電阻為R。桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，桿受到重力，

BLv

軌道支持力及沿軌道向上的安培力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得mgsinθ?F=ma,F=BIL,I=聯(lián)立可得

安安R

B2L2v

桿的加速度a=gsinθ?可知，桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)；若桿做勻

mR

v+2v3

加速直線運(yùn)動(dòng)，則桿運(yùn)動(dòng)的距離為s=?t=vt根據(jù)v?t圖像圍成的面積表示位移，可知桿在時(shí)間t

22

3

內(nèi)速度由v達(dá)到2v，桿真實(shí)運(yùn)動(dòng)的距離大于勻加速情況發(fā)生的距離，即大于vt，故B錯(cuò)誤；

2

C．由于在磁場中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，桿的動(dòng)能增大。由動(dòng)能定理可

W

知，重力對桿所做的功大于桿克服安培力所做的功，根據(jù)P=可得安培力的平均功率小于重力的平均功

t

率，也即流過桿感應(yīng)電流的平均電功率小于重力的平均功率，故C錯(cuò)誤；

D．桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理，可得mgtsinθ?I安=m?2v?mv得桿所受安培力的沖量

大小為I安=mgtsinθ?mv故D正確。

故選D。

5．（2022·重慶·高考）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，第一次對應(yīng)直線①，初始拉力大小為F0，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第

二次對應(yīng)直線②，初始拉力大小為2F0，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為3F0。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．k=2、m=2、n=2B．k=22、m=2、n=2

C．k=6、m=3、n=2D．k=23、m=6、n=2

【答案】C

【詳解】由題知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

F2F11

a=0，a=0則第一次和第二次運(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x=at2，x=at2

1m2m211222

FB2L2vB2L2v

則n=2第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中根據(jù)牛頓第二定律有a=?，整理有F=ma+則可知兩次運(yùn)動(dòng)中

mmRR

222

BLR2B112

F—v圖像的斜率為，則有2=?2=?k

RR1B2m

故選C。

1．（2025·重慶一中·三模）如圖所示，三根完全相同的電阻絲一端連在一起并固定在轉(zhuǎn)軸O上，另一端分

別固定于導(dǎo)體圓環(huán)上的A、C、D點(diǎn)，并互成120°角，導(dǎo)體圓環(huán)的電阻不計(jì)。轉(zhuǎn)軸的右側(cè)空間有垂直于

紙面向里的勻強(qiáng)磁場，范圍足夠大，現(xiàn)讓圓環(huán)繞轉(zhuǎn)軸O順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，下列說

法正確的是（）

A．A點(diǎn)的電勢可能低于O點(diǎn)的電勢

B．流過OA的電流方向始終不變

C．流過OA的電流大小始終不變

D．流過OA的電流大小有2個(gè)不同值

【答案】D

【詳解】A．當(dāng)OA在磁場中時(shí)，A為電源正極，O為電源負(fù)極，A點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢，當(dāng)OA在

磁場外時(shí)，電流從A到O，A點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢，故A錯(cuò)誤；

B．當(dāng)OA在磁場中時(shí)，根據(jù)右手定則可知，電流從O到A，當(dāng)OA在磁場外時(shí)，電流從A到O，故B

錯(cuò)誤；

CD．如圖所示

對于連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的不同時(shí)刻，電路有兩種不同情形，圖甲為只有一根電阻絲在磁場中的情形，圖乙為兩根

電阻絲在磁場中的情形。兩電路中的電動(dòng)勢相同，總電阻相同，所以總電流相同，但流過圖甲中的一個(gè)

電阻和圖乙中的一個(gè)電源的電流均為總電流的一半，故流過OA中的電流大小有兩個(gè)不同值，故C錯(cuò)誤，

D正確。

故選D。

2．（2025·重慶育才中學(xué)·二模）如題圖甲所示，整個(gè)空間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平固定放置，間距為L，左端連接阻值為R的定值電阻。一質(zhì)量為m

的金屬桿垂直放置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和金屬桿電阻不計(jì)。金屬桿與質(zhì)量為m的重物用絕

緣細(xì)線繞過定滑輪連接，左邊細(xì)線與導(dǎo)軌平行。金屬桿的v-t圖像如圖乙所示，t=T時(shí)剪斷細(xì)線，t=2T

時(shí)金屬桿速度減半，已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）

g

A．t=2T時(shí)，金屬桿的加速度大小為

2

3m3g2R2

B．0~T過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為

8B4L4

m2gR

C．T~2T過程中通過電阻R的電荷量為

2B3L3

mgRTm2gR2

D．從t=0開始金屬桿的最大位移大小為+

B2L2B4L4

【答案】ACD

EBLv

【詳解】AB．設(shè)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv感應(yīng)電流I==0受到

000RR

B2L2vmgRm2g2RT

的安培力F=BIL=0由于物體勻速運(yùn)動(dòng)，故F=mg解得v=電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I2RT=金

0R0B2L210B2L2

mgRT

屬桿移動(dòng)的位移x=vT=t=2T時(shí)，由于速度減半，電動(dòng)勢減半，電流減半，安培力減半，金屬桿的

10B2L2

g

加速度大小為，故A正確，B錯(cuò)誤；

2

1m2gR

CD．T~2T過程中，對金屬棒運(yùn)用動(dòng)量定理?BILt=m×v?mv其中q=It解得q=；從剪斷繩子到停

2002B3L3

′′EΔΦBLxm2gR2

止運(yùn)動(dòng)，對金屬棒運(yùn)用動(dòng)量定理?BILt′=0?mv其中q′=It′=t′==2解得x=故金屬桿最大位移

0RRR2B4L4

mgRTm2gR2

大小為x=x+x=+故CD正確；

m12B2L2B4L4

故選ACD。

3．（2025·重慶南開中學(xué)·質(zhì)檢八）如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，勻強(qiáng)磁

場垂直于導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，其左側(cè)接阻值R1=12Ω的定值電阻。質(zhì)量m=1kg，阻值R2=6Ω的

金屬桿AB置于軌道上，與軌道垂直且接觸良好，桿受到水平拉力F的作用，力F隨時(shí)間t變化的圖像

如圖乙所示。桿由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=2s時(shí)撤去F，關(guān)于桿從靜止開始的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，下

列說法正確的是（）

A．金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2B．整個(gè)過程金屬桿的位移為8m

16

C．整個(gè)過程金屬桿產(chǎn)生的熱量為JD．整個(gè)過程通過定值電阻的電量為2C

3

【答案】AD

【來源】2025屆重慶市南開中學(xué)高三下學(xué)期5月質(zhì)量檢測（八）物理試卷

EB2L2a

【詳解】A．金屬桿由靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故有F?BIL=ma又I=，E=BLv求得F=t+ma結(jié)

R1+R2R1+R2

合圖像知a=2m/s2，BL=3T?m故A正確；

1

B．撤去F前，金屬桿的位移x=at2=4m速度v=at=4m/s撤去F后在一段極短的時(shí)間Δt，對金屬桿由

12

EB2L2vΔt

動(dòng)量定理有?BILΔt=mΔv其中I=，E=BLv得?=mΔv撤去F后一直到金屬桿停止運(yùn)動(dòng)的過程，

R1+R2R1+R2

22

BLx2

將上式兩邊求和得?=m0?v解得x2=8m故整個(gè)過程桿的位移為x=x1+x2=12m故B錯(cuò)誤；

R1+R2

EΔΦΔΦ36

D．整個(gè)過程磁通量變化量ΔΦ=BLx=36Wb又q=It，I=，E=得q==C=2C故D正確；

R1