2026年高考物理二轮复习：专题12 电磁感应（复习讲义）（全国适用）（原卷版）

专题12电磁感应目录TOC\o"1-2"\h\u01析·考情精解 202构·知能架构 303破·题型攻坚 4题型一楞次定律法拉第电磁感应定律的应用 4真题动向以前沿科技或抽象物理场景为载体必备知识知识1楞次定律和右手定则知识2法拉第电磁感应定律知识3动生电动势命题预测3289考向1楞次定律和右手定则的应用考向2法拉第电磁感应定律的应用考向3动生电动势的求解题型二电磁感应的图像问题 10真题动向与力学平衡、能量转化结合，场景更贴近实际运动过程必备知识知识1电磁感应常见图像问题的种类及分析方法知识2电磁感应图像类选择题的常用解法命题预测3289考向1Φ-t图像和B-t图像考向2i-t图像和E-t图像3289考向3U-t图像考向4v-t图像和a-t图像题型三电磁感应的电路问题 16真题动向与实际电机原理结合，体现工程应用价值。必备知识知识1电磁感应中电路知识的关系图知识2“三步走”分析电路为主的电磁感应问题命题预测3289考向1动生电动势的电路问题考向2感生电动势的电路问题命题轨迹透视从近三年高考命题看，电磁感应试题以选择题和计算题并重，难度中等偏上。命题趋势呈现明显进阶：从单一线圈或导体的基本电磁感应现象→导体棒在匀强磁场中的平动与转动切割→涉及图像、电路、能量与动量的多过程综合分析→紧密联系科技应用（如无线充电、电磁阻尼等）设计情境。试题以法拉第电磁感应定律和楞次定律为核心出发点，侧重考查建模能力与对复杂物理过程的综合分析。考点频次总结考点2025年2024年2023年楞次定律、法拉第电磁感应定律2025江西卷T5，4分2025北京卷T10，3分2025河南卷T5，4分2025甘肃卷T6，4分2025广东卷T9，6分2024湖南卷T4，4分2024广东卷T4，4分2023湖北卷T5，4分电磁感应中的电路和图像问题2024全国甲卷T8，4分2024山东卷T8，3分2023辽宁卷T4，4分2026命题预测预计在2026年高考中，电磁感应的命题将继续以“导轨+导体棒”及“线框穿越磁场”为经典模型，紧密结合无线充电、电磁阻尼等实际科技应用设计情境。试题将突出对动态过程的分析，重点考查图像、能量转化及动量观点的综合应用。命题倾向于将电磁感应与电路、力学及能量知识深度融合，在选择题与计算题中均可能作为压轴或难点出现。电磁感应电磁感应楞次定律法拉第电磁感应定律感生电动势动生电动势内容：增反减同右手定则：磁感线穿手心，拇指运动方向，四指电流方向公式：电荷量：平动电动势：E=BLv电路和图像问题转动电动势：确定电源：电动势大小和方向电路分析：画出等效电路图像分析：排除法和函数法题型一楞次定律法拉第电磁感应定律的应用1．（2025·江西·高考真题，5T，4分）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（CS线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当CS线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（）A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针命题解读新情境：以磁约束核聚变装置（托卡马克）为背景，将电磁感应与等离子体电流驱动的前沿科技结合，体现学科实用性。新考法：通过电流“正向减小→反向增加”的动态过程，要求分阶段应用楞次定律判断感应电流方向，突破单一过程分析。新角度：逆向推导磁场变化，通过等离子体电流方向反推线圈磁场的变化规律，考查逻辑逆向思维。2．（2025·甘肃·高考真题，6T，4分）闭合金属框放置在磁场中，金属框平面始终与磁感线垂直。如图，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化。Φ为穿过金属框的磁通量，E为金属框中的感应电动势，下列说法正确的是（

）A．t在0~T4内，Φ和E均随时间增大 B．当t=T8与C．当t=T4时，Φ最大，E为零 D．当t=T2时，命题解读新情境：以磁感应强度随时间正弦变化的抽象磁场为载体，将电磁感应与图像分析结合，场景简洁但规律复杂。新考法：结合B-t图像斜率分析磁通量变化率，将数学图像与法拉第电磁感应定律深度融合，考查数形结合能力。新角度：多阶段磁场方向分析，通过“向里减小→向外增加”的磁场变化，反推感应电流方向的一致性，角度更细致。知识1楞次定律和右手定则1.楞次定律及应用楞次定律中“阻碍”的含义“四步法”判断感应电流方向2.右手定则的理解和应用(1)右手定则适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。(2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。(3)右手定则应用“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。③四指所指的方向为感应电流方向知识2法拉第电磁感应定律1.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。(3)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。(4)磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)对应Φ­t图线上某点切线的斜率。(5)通过回路截面的电荷量q＝eq\f(nΔΦ,R)，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。(6)感应电动势E＝S有效eq\f(ΔB,Δt)中的S有效为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。2.感应电流电荷量的求法公式说明方法1q＝It，式中I为回路中的恒定电流，t为时间。①由于导体棒匀速切割磁感线产生感应电动势而使得闭合回路中的电流恒定，根据电流定义式可知q＝It。②闭合线圈中磁通量均匀增大或减小且回路电阻保持不变，则电路中的电流I恒定，时间t内通过线圈横截面的电荷量q＝It。方法2q＝neq\f(ΔΦ,R)。其中R为回路电阻，ΔФ为穿过闭合回路的磁通量变化量。①闭合回路中的电阻R不变，并且只有磁通量变化为电路提供电动势。②从表面来看，通过回路的电荷量与时间无关，但ΔФ与时间有关，随时间变化。方法3Δq＝C·ΔU＝CBLΔv，式中C为电容器的电容，B为匀强磁场的磁感应强度，L为导体棒切割磁感线的有效长度，Δv为导体棒切割速度的变化量。在匀强磁场中，电容器接在切割磁感线的导体棒两端，不计一切电阻，电容器两极板间电压等于导体棒切割磁感线产生的感应电动势E，通过电容器的电流I＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(CΔU,Δt)，又E＝Blv，则ΔU＝BLΔv，可得Δq＝CBLΔv。知识3动生电动势1.E=Blv的三个特性正交性本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直有效性公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度，如图中ab相对性E＝Blv中的速度v是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系2.动生电动势的三种常见情况情景图研究对象一段直导线(或等效成直导线)绕一端转动的一段导体棒绕与B垂直的轴转动的导线框表达式E＝BLvE＝eq\f(1,2)BL2ωE＝NBSωsinωt考向1楞次定律和右手定则的应用1．（2025·江苏南京·模拟预测）如图所示，有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终与导线处于同一竖直面。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．圆环中不会产生感应电流B．圆环中会产生顺时针方向的电流C．圆环做平抛运动D．开始的一段时间内，圆环所受安培力向左2．（2024·贵州黔南·二模）如图所示，左有两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快速摆动，则下列说法正确的是（）A．cd棒受到的安培力向左，左侧装置的工作原理相当于电动机B．ab棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于发电机C．cd棒受到的安培力向右，左侧装置的工作原理相当于发电机D．ab棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于电动机考向2法拉第电磁感应定律的应用3．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）如图甲所示，在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中垂直磁场放置一圆形金属漆包线圈（磁场方向垂直线圈平面向里），线圈中产生的感应电流为I0。若仅将线圈扭转成图乙所示的形状，其中大圆半径是小圆半径的3倍，假设扭转过程中金属线圈的总长度和粗细均保持不变，不考虑导线中电流产生磁场对磁通量的影响，则图乙线圈中产生的感应电流大小为（）A．12I0 B．58I04．（2025·河南·三模）如图所示，虚线MN左侧空间存在一方向与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B=2t−3T。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上，t=0时磁感应强度的方向如图。对从t=0时到A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流在1.5sC．圆环中产生的感应电动势大小为2πr2 考向3动生电动势的求解5．（2025·广东茂名·一模）图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（

）A．当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同B．当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为v=C．若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为P=6．（2025·河北秦皇岛·二模）（多选）如图所示，边长为2L的正方形边界abcd内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆心为O、半径为L的圆形边界内存在垂直纸面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆形边界与ad相切于ad的中点M，cb的中点为P，MQ为圆形边界的直径。一长度为2L的导体棒MN沿着Ma放置，一端固定在M点，现让导体棒绕着M点以角速度ω顺时针匀速转动，下列说法正确的是（）A．当导体棒的端点N与P点重合时，M点的电势高于N点的电势B．当导体棒转过60°时，N、M两点间的电势差为2BC．当导体棒转过240°时，产生的感应电动势为BD．从导体棒转过180°计时开始，半周内瞬时电动式的表达式为e=2B题型二电磁感应的图像问题1．（2025·湖北·高考真题，5T，4分）如图（a）所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图（b）所示，t=T时刻，B=0。t=0时刻，两棒相距x0，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~TA．B0Lx04R B．B0命题解读新情境：以双金属棒在变化磁场中的运动为背景，将电磁感应与力学平衡结合，场景贴近实际动态系统。新考法：通过磁通量变化率与电荷量的关联，考查法拉第电磁感应定律的综合应用，突破单一图像分析。新角度：聚焦电荷量计算，通过“磁通量变化→感应电动势→电荷量”的逻辑链条，角度更侧重过程量的推导。2．（2024·天津·高考真题，5T，5分）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MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

命题解读新情境：以金属棒在倾斜导轨上的下滑为背景，将电磁感应与加速度、速度的动态变化结合，场景更具力学关联性。新考法：同时考查安培力、加速度、速度、电流的图像变化，要求建立“速度→电流→安培力→加速度”的链式关系，综合性强。新角度：图像斜率的物理意义，通过v-t图像斜率（加速度）与安培力的关联，考查图像本质理解。知识1电磁感应常见图像问题的种类及分析方法知识2电磁感应图像类选择题的常用解法1.排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。2.函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。考向1Φ-t图像和B-t图像1．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）如图甲所示，将表面带有绝缘漆、粗细均匀的金属线圈的一部分扭转半圈，扭成一“∞”形导线框，导线框所在空间存在斜方向的均匀磁场，磁场方向与水平方向的夹角为α，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。已知大圆的半径为2r，小圆的半径为r，金属线的横截面积为S0，电阻率为ρ，规定磁场斜向右上方为正。下列说法正确的是（）A．0~t0B．0~t0时间内，小圆中的感应电流方向从上向下看沿顺时针C．导线框中的感应电动势大小为10πD．0~t0时间内，导线框中产生的焦耳热为6π2．（2025·河南·模拟预测）电吉他的拾音器的简化结构如图甲所示，其原理是当琴手拨动被磁化的金属弦时，线圈中产生感应电流，电流通过放大器放大，然后经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时，在一段时间0～t0内，线圈中的磁通量Φ与时间t的变化规律如图乙所示（图像为正弦函数）。已知线圈的匝数为N，则线圈中产生的感应电动势eA．e=NΦ2−C．e=NΦ2−考向2i-t图像和E-t图像3．（2025·重庆·模拟预测）如图所示，在边长为L的等边三角形区域abc内存在垂直纸面向外的匀强磁场，边长为L的等边三角形导线框def顶点f与点b重合，从静止开始水平向右做匀速直线运动，底边ef始终与边界bc在同一直线上。取顺时针方向为电流的正方向，导线框def中感应电流i随位移x变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．4．（2025·山西太原·模拟预测）如图所示，在光滑的绝缘水平面上，三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一直角三角形导体框放在水平面上，AB边与虚线平行，BC边长度为d，刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上。现给导体框施加一水平向右的外力F，使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电动势E的大小、感应电流I的大小、外力F的大小以及外力功率P的大小随位移或位移的平方的变化规律正确的是（）A． B．C． D．考向3U-t图像5．（2025·黑龙江·二模）如图所示，两相邻宽度均为L的有界匀强磁场，其磁场方向相反，磁感应强度大小均为B。边长为L、电阻为R的单匝正方形线框abcd的ab边与磁场左边界共线，线框在外力作用下，以速度v匀速穿越有界磁场。以ab边刚进入磁场为计时零点，规定线框中感应电流i逆时针方向为正方向，力方向向右为正方向，ab边所受安培力为F′，外力为FA． B．C． D．6．（2023·湖北·模拟预测）（多选）如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示垂直纸面向内的磁场，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿逆时针的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像与Ubc随坐标x变化的图像正确的是（）

A．

B．

C．

D．

考向4v-t图像和a-t图像7．（2024·江苏镇江·三模）如图，边长为L的正方形金属线框，先做自由落体，刚进下方高度为2L的匀强磁场时，恰好做匀速运动。设线框底边离开磁场下边界的距离为x，线框加速度为a（以竖直向上为正方向），不计空气阻力，下列图像不可能的是（）A． B．C． D．8．（2025·广东惠州·模拟预测）如图所示，匀强磁场垂直于倾斜的光滑平行金属导轨所在平面，导轨下端连接一个定值电阻，导轨电阻不计，一根金属棒以初速度v0紧贴着导轨向上运动，从出发到运动至最高过程中，用a、v、I、F分别表示金属棒的加速度、速度、电流和所受安培力的大小，A． B．C． D．题型三电磁感应的电路问题21．（2024·浙江·高考真题，20T，14分）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长a=0.8m的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量m=1kg的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势E0=12V、内阻r=0.1Ω、限流电阻R1=0.3（1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数U=8V①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I1；②求物块匀速上升的速度v1。（2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等，①求可调电阻R2的阻值；②求磁感应强度B的大小。命题解读新情境：以圆盘发电机与电动机的功用为背景，将电磁感应与实际电机原理结合，涉及“提升物块→发电→充电”多环节能量转化。新考法：通过“开关掷1（电动机）→开关掷2（发电机）”的状态切换，构建多状态等效电路，计算电流、电压及功率，突破单一电路分析。新角度：逆向推导磁场方向，通过物块运动方向反推辐条电流方向，进而判断磁场方向，考查因果逆向逻辑。知识1电磁感应中电路知识的关系图知识2“三步走”分析电路为主的电磁感应问题考向1动生电动势的电路问题1．（2025·广西·模拟预测）（多选）如图（a）所示，光滑金属导轨PQMNO由半圆形金属导轨PQ和直线金属导轨QM、NO构成，金属导轨NO与QM平行，长度相等，金属导轨的电阻均不计。MN间连接阻值为R=1Ω的定值电阻。t=0时刻，电阻为2Ω的导体棒从图示