电磁感应定律及其应用（原卷版）-2025年高考物理二轮复习（新高考）

专题16电磁感应定律及其应用

考点愿型归纳

一、感应电流产生的条件..............................1

二、右手定则和楞次定律..............................3

三、动生电动势.......................................5

四、感生电动势.......................................5

五、线框模型........................................10

六、单杆模型........................................12

七、双杆模型........................................15

八、自感和涡流......................................18

专题一感应电流产生的条件

1

1.（2024・北京・高考真题）如图所示，线圈”和线圈尸绕在同一个铁芯上，下列说法正确

的是（）

A.闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引

B.闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0

C.断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由。到b

D.断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左

2.（2024・河南•二模）如图所示，有绝缘外层的矩形金属线圈a6cd固定在绝缘水平面上，

矩形回路边与线圈相交，且线圈关于对称，将开关闭合的一瞬间，下列说法正确的

A.有向上穿过矩形线圈的磁通量“

A\-----------------B

B.矩形线圈中没有感应电流---------------------

dESc

C.矩形线圈中有沿顺时针方向的电流--------1|----r------

D.边与边相互排斥

3.（2025・云南•二模）法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器

材重现了其中一个实验。如图所示，线圈P两端连接到灵敏电流计上，线圈Q通过开关S

连接到直流电源上.将线圈Q放在线圈P的里面后，则（）

A.开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转

B.开关S断开瞬间，电流计指针不发生偏转

C.保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针发生偏转

D.保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针不发生偏转

4.（2022・广东・高考真题）如图所示，水平地面（。砂平面）下有一根平行于y轴且通有恒

2

定电流/的长直导线。尸、"和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，

尸N平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在尸点，可沿不同方向以相同的速率做匀速

直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（）

A.N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同

B.线圈沿尸N方向运动时，穿过线圈的磁通量不变

C.线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流

D.线圈从P到河过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等

专题二右手定则和楞次定律

5.（2024・江苏・高考真题）如图所示，a、6为正方形金属线圈，。线圈从图示位置匀速向

右拉出匀强磁场的过程中，。、6中产生的感应电流方向分别为（）*x

A.顺时针、顺时针B.逆时针、逆时针

C.顺时针、逆时针D.逆时针，顺时针x”

6.（2024•广东・高考真题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回

收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀

强磁场，磁感应强度大小均为尻磁场中，边长为上的正方形线圈竖直固定在减震装置上。

某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙

中的线圈。下列说法正确的是（）

A.穿过线圈的磁通量为BL?

B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大

C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小

D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向

7.（2023・河北・高考真题）如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此

3

接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，

移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积

与初始时相同。在此过程中（）

A.金属杆所围回路中电流方向保持不变

B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加

C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反

D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同

8.（2023・海南・高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈

埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）

A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上/\人

B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abedc

C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为a6cd

D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同

9.（2023・北京・高考真题）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖

直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（）

A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向

B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动

C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等

D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等

4

专题三动生电动势

10.（2024•甘肃・高考真题）如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相

连，处在磁感应强度大小为3、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为£的导体棒成沿导

轨向右做匀速直线运动，速度大小为V。则导体棒防所受的安培力为（）

双工，方向向左

A.B.--------，方向向右

RR

C.纥幺，方向向左D.纥幺，方向向右

RR

11.（2024・山东•高考真题）如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面

上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线

与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连

接。现将具有一定质量和电阻的金属棒平行放置在导轨图示位置，由静止释放。

政V运动过程中始终平行于。。且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是

A.最终一定静止于。。位置

B.VN运动过程中安培力始终做负功

C.从释放到第一次到达。。彳立置过程中，的速率一直在增大

D.从释放到第一次到达。O位置过程中，儿W中电流方向由M到N

12.（2024・河北・高考真题）如图，边长为2工的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上，

细框中心。处固定一竖直细导体轴OO'。间距为3与水平面成。角的平行导轨通过导线分

别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强

度大小均为瓦足够长的细导体棒CM在水平面内绕。点以角速度。匀速转动，水平放置在

5

导轨上的导体棒CO始终静止。棒在转动过程中，CO棒在所受安培力达到最大和最小时

均恰好能静止。已知C£＞棒在导轨间的电阻值为凡电路中其余部分的电阻均不计，CD棒

始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。

（1）求CD棒所受安培力的最大值和最小值。

（2）锁定。4棒，推动CD棒下滑，撤去推力瞬间，CD棒的加速度大小为所受安培力

大小等于（1）问中安培力的最大值，求⑺棒与导轨间的动摩擦因数。

专题四感生电动势

13.（2022・江苏•高考真题）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁

感应强度3随时间/的变化关系为8=纥+M,为、左为常量，则图中半径为R的单匝圆形

线圈中产生的感应电动势大小为（）

222

A.TrkrB.yrkRC.兀B/D.TTB0R

6

14.（2024・福建・高考真题）拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带,

两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180。，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯

环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R

的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r

的圆（,-</?）=若磁感应强度大小B随时间/的变化关系为8=〃（左为常量），则回路中产

生的感应电动势大小为（）

A.0B.kuR2C.Ikitr2D.2kitR2

15.（2023・天津•高考真题）如图所示，一不可伸长的轻绳上端固定，下端系在单匝匀质正

方形金属框上边中点。处，框处于静止状态。一个三角形区域的顶点与。点重合，框的下

边完全处在该区域中。三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场，磁感应强度大小3与时

间/的关系为8=后">0的常数），磁场与框平面垂直，框的面积为框内磁场区域面积的2

倍，金属框质量为7”，电阻为五，边长为/,重力加速度g,求：

（1）金属框中的感应电动势大小£；

（2）金属框开始向上运动的时刻加

7

16.（2023・广东・高考真题）光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域I

和II,宽度均为〃，其俯视图如图（。）所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图（6）所

示，0~c时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为2线和4，一电阻

为我，边长为6的刚性正方形金属框仍必，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行.f=0

时，线框打边刚好跨过区域I的左边界以速度v向右运动.在7时刻，成边运动到距区域I

h

的左边界］处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后

在7~27时间内，I区磁感应强度线性减小到0,II区磁场保持不变；2r~3r时间内，II区磁

感应强度也线性减小到0。求：

（1）f=0时线框所受的安培力下;

（2）f=1.2?•时穿过线框的磁通量。;

2r~37时间内，线框中产生的热量。。

8

17.(2024・安徽•高考真题)如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，

质量为m的金属棒成垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为£的正方形cde/区域

内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁

场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为2=拓(SI),左为常数(左＞0)。支架上方的

导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为心下方导轨的总电阻为R。f=0时，对成施

加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中湖

与两边导轨接触良好。已知防与导轨间动摩擦因数为〃，重力加速度大小为g。不计空气阻

力，两磁场互不影响。

(1)求通过面积工则的磁通量大小随时间/变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写

出中电流的方向；

(2)求仍所受安培力的大小随时间,变化的关系式；

(3)求经过多长时间，对仍所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。

B

a

上*Ijb

固定支架

fe

'B

••••

••••

cLd

9

专题五线框模型

18.（2021•全国甲卷•高考真题）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合

线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线

圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强

磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于

纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）

甲□□乙

A.甲和乙都加速运动B.甲和乙都减速运动------------------

XXXXX

C.甲加速运动，乙减速运动D.甲减速运动，乙加速运动X、XX、

19.（2022・天津・高考真题）如图所示，边长为。的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上,

桌面上有边界平行、宽为6且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性

滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知

在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）

：XXX;

：B

；炉Xxj

a：XXX;

b*

A.铝框所用时间相同B.铝框上产生的热量相同

C.铝框中的电流方向相同D.安培力对铝框的冲量相同

20.（2022•山东•高考真题）如图所示，无。夕平面的第一、三象限内以坐标原点。为圆心、

半径为国的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为上的正方形金属框绕其

始终在。点的顶点、在xOy平面内以角速度。顺时针匀速转动，t=0时刻，金属框开始进

入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间，变化规律的描述正确的

是（）

A.在1=0至1"=二的过程中，£一直增大

2。

B.在f=0至1]/=3的过程中，£先增大后减小

269

C.在"0至ip=二的过程中，£的变化率一直增大

4G

B

-TT

D.在％=0至1"=丁的过程中，片的变化率一直减小

4。

10

21.(2022・湖北・高考真题)如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖

直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abed的边长L=0.2m,回路电阻7?=1,6x10

质量加=0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与

磁场下边界的距离也为乙现对线框施加与水平向右方向成6=45。角、大小为4夜N的恒力

F,使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从成边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀

速运动；de边进入磁场时，be边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g=lOm/s?,求:

(1)边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；

(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；

(3)磁场区域的水平宽度。

；xXXXXX；

II

II

；xXXXXX；

11

专题六单杆模型

22.（2024・天津・高考真题）如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其

构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面

向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒儿W从某高度由静止开始下滑，下滑过程中

始终与导轨垂直并接触良好，则所受的安培力厂及其加速度。、速度V、电流/,随时

间/变化的关系图像可能正确的是（

O1

23.（2024・海南•高考真题）两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，

在"、N两点绝缘连接，M、N等高，间距£=lm,连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为

30。，导轨两端分别连接一个阻值R=0.02。的电阻和C=1F的电容器，整个装置处于3=

0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒06、cd分别放在ACV两侧，质量分

为加/=0.8kg,m2=0.4kg,棒电阻为0.08Q,cl棒的电阻不计，将。6由静止释放，同时

cd从距离MM为xo=4.32m处在一个大小F=4.64N,方向沿导轨平面向上的力作用下由静

止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去R已知碰前瞬间油的

速度为4.5m/s,g=1Om/s2（）

A.从释放到第一次碰撞前所用时间为1.44s

B.仍从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为

C.两棒第一次碰撞后瞬间，的速度大小为6.3m/s

D.两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为8.4m/s

12

24.（2024・贵州・高考真题）如图，间距为£的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌

面上，左端接有一定值电阻凡导轨所在平面存在磁感应强度大小为2、方向竖直向下的匀

强磁场。质量为加的金属棒置于导轨上，在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动,

一段时间后撤去水平拉力，金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中，最大速度为

v，加速阶段的位移与减速阶段的位移相等，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计摩擦

及金属棒与导轨的电阻，则（）

A.加速过程中通过金属棒的电荷量为震B.金属棒加速的时间为空

BL

C.加速过程中拉力的最大值为丝互D,加速过程中拉力做的功为

3R2

25.（2024•江西•高考真题）如图（a）所示，轨道左侧斜面倾斜角满足sin。/=0.6,摩擦因

3

数h=三，足够长的光滑水平导轨处于磁感应强度为2=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖

44

直向上，右侧斜面导轨倾角满足sinO?=0.8,摩擦因数〃2=—o现将质量为m甲=6kg的

183

导体杆甲从斜面上高人=4m处由静止释放，质量为%％=2kg的导体杆乙静止在水平导轨

上，与水平轨道左端的距离为/已知导轨间距为/=2m,两杆电阻均为R=1O,其余电阻

不计，不计导体杆通过水平导轨与斜面导轨连接处的能量损失，且若两杆发生碰撞，则为完

全非弹性碰撞，取g=10m/s2,求：

（1）甲杆刚进入磁场，乙杆的加速度？

（2）乙杆第一次滑上斜面前两杆未相碰，距离］满足的条件？

（3）若乙前两次在右侧倾斜导轨上相对于水平导轨的竖直高度y随时间/的变化如图（b）

所示5、小打、t4、6均为未知量），乙第二次进入右侧倾斜导轨之前与甲发生碰撞，甲在

0〜打时间内未进入右侧倾斜导轨，求d的取值范围。

13

26.(2024・湖北•高考真题)如图所示，两足够长平行金属直导轨儿W、尸。的间距为3固

定在同一水平面内，直导轨在左端M、尸点分别与两条竖直固定、半径为上的;圆弧导轨相

切。儿0连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为2、方向竖直向下

的匀强磁场。长为2、质量为优、电阻为R的金属棒仍跨放在两圆弧导轨的最高点。质量

为2加、电阻为6尺的均匀金属丝制成一个半径为工的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆

心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金

属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒仍由静止释放，求

(1)仍刚越过九。时产生的感应电动势大小；

(2)金属环刚开始运动时的加速度大小；

(3)为使/在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到的最小距离。

14

专题七双杆模型

27.（2021・广东•高考真题）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨Me和de,仍与de平

行，6c是以。为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形06c内有方向如图的匀强磁场，金属

杆。尸的。端与e点用导线相接，尸端与圆弧根接触良好，初始时，可滑动的金属杆静

止在平行导轨上，若杆O尸绕。点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流,

则此过程中，下列说法正确的有（）

A.杆。尸产生的感应电动势恒定

B.杆OP受到的安培力不变

C.杆跖V做匀加速直线运动

D.杆中的电流逐渐减小

28.（2024•辽宁•高考真题）如图，两条“八”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间

距为乙左、右两导轨面与水平面夹角均为30。，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强

度大小分别为23和瓦将有一定阻值的导体棒。6、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两

棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，ab、cd的质量分别为2〃?和相，长度均为心

导轨足够长且电阻不计，重力加速度为g,两棒在下滑过程中（）

3BL

C.仍与cd加速度大小之比始终为2：1

D.两棒产生的电动势始终相等

15

29.（2023•山东・高考真题）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1m,电阻不

计。质量为1kg、长为1m、电阻为1。的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并

始终接触良好，I和n区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为5和当，其

中片=2T,方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨C£＞段中点与质量为01kg的

重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区

域I和II并做匀速直线运动，MN、CA与磁场边界平行。肱V的速度％=2m/s,CD的速度

为％且马＞匕，VN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取lOm/s?,下列说法正

确的是（）

A.层的方向向上B.与的方向向下C.v2=5m/sD.v2=3m/s

30.（2023・湖南•高考真题）如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为小

两导轨及其所构成的平面均与水平面成6角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁

场中，磁感应强度大小为3.现将质量均为，〃的金属棒.、6垂直导轨放置，每根金属棒接

入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑

出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。

（1）先保持棒6静止，将棒。由静止释放，求棒。匀速运动时的速度大小%;

（2）在（1）问中，当棒。匀速运动时，再将棒6由静止释放，求释放瞬间棒6的加速度大

小a0；

（3）在（2）问中，从棒6释放瞬间开始计时，经过时间玲，两棒恰好达到相同的速度v,

求速度v的大小，以及时间“内棒。相对于棒6运动的距离Ax。

16

31.（2022・福建・高考真题）如图（a）,一倾角为8的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶

端与两根相距为工的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末

端装有挡板M