还剩17页未读，
继续阅读
专题12 电磁感应（讲义）原卷版-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）
展开
这是一份专题12 电磁感应（讲义）原卷版-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共20页。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1860" 01专题网络·思维脑图 PAGEREF _Tc1860 \h 1
02考情分析·解密高考 \l "_Tc12783" PAGEREF _Tc12783 \h 2
03高频考点·以考定法 \l "_Tc11287" PAGEREF _Tc11287 \h 2
\l "_Tc4376" PAGEREF _Tc4376 \h 2
\l "_Tc25051" 一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 PAGEREF _Tc25051 \h 2
\l "_Tc16815" 二、电磁感应的相关图像问题 PAGEREF _Tc16815 \h 3
\l "_Tc30598" 三、电磁感应中的动力学问题 PAGEREF _Tc30598 \h 3
\l "_Tc13050" 四、电磁感应中的能量和动量问题 PAGEREF _Tc13050 \h 4
\l "_Tc4837" PAGEREF _Tc4837 \h 4
\l "_Tc193" PAGEREF _Tc193 \h 7
\l "_Tc263" 考向1：感应电流方向的判断 PAGEREF _Tc263 \h 7
\l "_Tc2713" 考向2：法拉第电磁感应定律的综合应用 PAGEREF _Tc2713 \h 7
\l "_Tc22244" 考向3：电磁感应中的能量转化问题 PAGEREF _Tc22244 \h 9
\l "_Tc24171" 04核心素养·难点突破 PAGEREF _Tc24171 \h 10
\l _Tc19539 05创新好题·轻松练
PAGEREF _Tc19539 \h 16
\l "_Tc22550" 新情境1：与生产生活相关 PAGEREF _Tc22550 \h 16
\l "_Tc19336" 新情境2：与前沿科技、迁移创新相结合 PAGEREF _Tc19336 \h 18
一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
1．感应电流方向的判断方法
（1）右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。
（2）楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”“增离减靠”。
（2）阻碍导体与磁场的相对运动——“来拒去留”。
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。
（4）阻碍原电流的变化（自感现象）——“增反减同”。
3．感应电动势大小的计算
二、电磁感应的相关图像问题
1．解决电磁感应图像问题的一般步骤
（1）明确图像的种类，即是Bt图还是Φt图，或者Et图、It图、Ft图、vt图、Ex图、Ix图等。
（2）分析电磁感应的具体过程。
（3）用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。
（4）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。
（5）根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。
（6）画图像或判断图像。
2．电磁感应图像问题的两个常用分析方法
（1）排除法：定性地分析每一个过程中物理量的变化（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，把握三个关注，排除错误的选项。
注：注意过程或阶段的选取，一般进磁场或出磁场、磁通量最大或最小、有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。
（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作出分析和判断。
三、电磁感应中的动力学问题
1．导体棒切割磁感线的运动过程分析
导体棒一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。动态分析的基本思路如下：
2．电磁感应中动力学问题的分析思路
四、电磁感应中的能量和动量问题
1．电磁感应中求焦耳热的三种方法
2．动量定理在电磁感应现象中的应用
导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝IΔt＝ eq \f(\x\t(E),R总)Δt＝n eq \f(ΔΦ,ΔtR总)Δt＝n eq \f(ΔΦ,R总)，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx。如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1。
当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解更方便。
3．动量守恒定律在电磁感应现象中的应用
在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便。
【典例1】（多选）（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
【典例2】（2023·福建·统考高考真题）如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴坐标；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
【典例3】（多选）（2023·山东·统考高考真题）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒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Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，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、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ）
A．的方向向上B．的方向向下C．D．
【典例4】（2023·广东·统考高考真题）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（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ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。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：
（1）时线框所受的安培力；
（2）时穿过线框的磁通量；
（3）时间内，线框中产生的热量。
考向1：感应电流方向的判断
1．（2024·江西·统考一模）柔性可穿戴设备导电复合材料电阻率的测量需要使用一种非接触式传感器．如图（a）所示，传感器探头线圈置于被测材料上方，给线圈通正弦交变电流如图（b）所示，电路中箭头为电流正方向。在时间内关于涡旋电流的大小和方向（俯视），下列说法正确的是（ ）
A．不断增大，逆时针B．不断增大，顺时针
C．不断减小，逆时针D．不断减小，顺时针
2．（多选）（2024·云南昆明·统考一模）法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷P紧贴，用导线把电刷P与电阻R的a端连接，圆盘的中心轴线O与电阻R的b端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。使圆盘以角速度ω匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为L，除电阻R外其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向为B．通过电阻R的电流方向为
C．通过电阻R的电流大小为D．通过电阻R的电流大小为
考向2：法拉第电磁感应定律的综合应用
3．（2024·甘肃·统考一模）1831年，法拉第发明了第一台发电机，示意图如下。半径为的铜盘安装在金属轴上，其边缘置于一个磁铁两极之间的狭缝里，铜盘边缘与轴通过导线与检流计连接。铜盘以周期匀速旋转，检流计中有电流通过。已知狭缝沿半径方向的长度为，狭缝间为匀强磁场，磁感应强度为，忽略狭缝之外的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．检流计中电流方向从向
B．若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向也反向
C．铜盘产生的电动势为
D．铜盘产生的电动势为
4．多选（2024·福建泉州·统考二模）如图甲所示，光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示（、均已知），取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时，会在圆管内产生场强大小处处相等且电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看小球沿顺时针方向运动
B．管内涡旋电场的场强大小为
C．小球第2次回到出发点时的速度大小为
D．小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大
考向3：电磁感应中的能量转化问题
5．（多选）（2024·福建·统考一模）如图所示，平面第一、第四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为和。平面内有一关于轴对称的“吕”形金属框，尺寸如图中标注，导线彼此绝缘，其交叉点位于轴上。金属框在外力作用下始终以速度沿轴向右做匀速直线运动。已知金属框的总电阻为时金属框边刚好进入磁场，则（ ）
A．时刻，金属框中段电流的方向由到
B．时刻，金属框中电流的大小为
C．时刻，金属框在轴方向上所受安培力的大小为
D．到时间内，通过金属框横截面的电荷量为
6．（多选）（2024·云南昭通·统考模拟预测）如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨间距，其下端接有阻值的电阻，导轨平面与水平面间的夹角，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量、阻值的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量的重物相连，左端细线连接金属棒的中点且沿方向。金属棒由静止释放后，在重物的作用下，沿方向的位移与时间之间的关系如图乙所示，其中为直线。已知在内通过金属棒的电荷量是0.9~1.2s内通过金属棒的电荷量的2倍，重力加速度取，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法中正确的是（ ）
A．通过金属棒的电荷量与金属棒的位移的关系为
B．内金属棒运动的位移大小为
C．磁感应强度的大小为
D．内整个回路产生的热量为
1．（多选）（2024·广东中山·中山市华侨中学校考模拟预测）10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，飞船入轨后，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，航天器对接时存在一定的相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量．如图为某电磁阻尼器的简化原理图，当质量块上下移动时会带动磁心一起运动，磁心下方为N极，下列说法正确的是（ ）
A．当质量块带动磁心从线圈上方向下移时，线圈有收缩趋势
B．当质量块带动磁心下移时，通过电阻R的电流向上
C．整个过程对应的是动能向磁场能转换
D．减小线圈匝数，阻尼效果增强
2．（多选）（2022·山东枣庄·统考模拟预测）如图所示，在竖直平面内有一半圆形区域，O为圆心，AOD为半圆的水平直径，区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场。在A、D两点各固定一颗水平的光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框ACDE挂在两颗钉子上，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂重物，使导线处于绷紧状态。设导线框的电阻为r，圆的半径为R，从t=0时刻开始，将导线上的C点绕圆心O以恒定角速度ω从A点沿圆弧移动到D点，此过程中不考虑导线中产生的磁场。在C从A点移动到D点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导线框中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向
B．导线框中产生的电热为
C．通过导线框横截面的电荷量为
D．导线框中感应电动势随时间t的变化关系为
3．（2018·四川泸州·统考三模）如图甲所示，两固定平行且光滑金属轨道MN、PQ与水平面的夹角θ=37°，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vmax。改变电阻箱的阻值R，得到vmax与R的关系如图乙所示。已知轨道间距为L=2m，重力加速度g=10m/s2，轨道足够长且电阻不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则（ ）
A．金属杆滑动时回路中产生的感应电流的方向是abMpa
B．金属杆的质量m=0.5kg
C．金属杆接入电路的阻值r=2Ω
D．当R=2Ω时，杆ab匀速下滑过程中R两端的电压为8V
4．（多选）（2023·山东潍坊·统考模拟预测）如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道半径为r、间距为L，轨道的电阻不计。在轨道的顶端连接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻也是R的金属棒从轨道的最低位置cd开始，在拉力作用下以速率沿轨道向上做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（ ）
A．通过电阻的电流方向为B．通过电阻的电荷量为
C．电阻上产生的热量为D．拉力做功为
5．（多选）（2023·安徽·模拟预测）如图，边长为L、粗细均匀的等边三角形金属线框固定在绝缘水平面上，E、F分别为边和边的中点，虚线上方存在着垂直于水平面向外的匀强磁场，虚线下方存在垂直于水平面向里的匀强磁场。已知两磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系均为（），等边三角形的每个边电阻均为R。下列说法正确的是（ ）
A．金属线框中有顺时针方向的感应电流
B．金属线框的感应电流始终保持不变
C．在的时间内，通过金属线框某截面的电荷量为
D．金属线框所受的安培力大小不变
6．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端置于导轨内。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨的电阻，则（ ）
A．回路中感应电流方向始终为逆时针方向
B．整个过程中，ab棒产生的焦耳热为mgL
C．当θ=60°时，若a点速度大小为v，则b点速度大小为2v
D．在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为
7．（多选）（2023·吉林·统考二模）列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一水平矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，方向竖直向上。车头进入磁场瞬间的速度为v0，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为abcd
B．列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．列车从进站到停下来的过程中，线框产生的热量为
D．从车头进入磁场到停止所用的时间为
8．（多选）（2024·云南曲靖·统考一模）如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度均为，高和间距均为d。质量为的水平金属杆由距区域Ⅰ上边界处由静止释放，进入区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为。则金属杆（ ）
A．刚进入区域Ⅰ时加速度方向可能竖直向下
B．穿过区域Ⅰ的时间大于穿过两磁场区域之间的时间
C．穿过两磁场区域产生的总热量为
D．穿过区域Ⅱ的时间为
二、解答题
9．（2024·安徽·统考一模）如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知棒的质量为棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计。将棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力F，此时拉力传感器开始测量细线拉力，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出拉力传感器量程），重力加速度g取。求：
（1）时，金属棒的速度大小；
（2）时，外力F的大小；
（3）已知金属棒在的时间内产生的热量为，求这段时间外力F所做的功。
10．（2023·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考三模）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，、是水平放置的平行长直导轨，其间距为，和是并联在导轨一端的电阻，且、，是垂直导轨放置的质量为的导体棒，导轨和导体棒之间的动摩擦因数各处均相同。从零时刻开始，对施加一个大小为，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的图象，其中点为坐标原点，其坐标为，是图象在点的切线，是图象的渐近线。除、以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知当棒的位移为时，其速度达到了最大速度。求结果可以保留分数
（1）导体棒运动中受的摩擦力的大小和磁感应强度的大小
（2）在导体棒的位移为过程中电阻上产生的焦耳热
（3）若在导体棒的位移为时立即将恒定拉力撤掉，此后导体棒滑行到停止的过程中流过的电量为，求摩擦力在导体棒整个运动过程的平均功率。
新情境1：与生产生活相关
1．（多选）（2022·广东茂名·统考二模）如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃，按下按键，按键将推动永磁铁运动（平面运动如图乙所示），即能产生电能供给发射器部件（接线圈两端，图中没有画出）正常工作。松开按键后，在弹簧的作用下按键将恢复原位。关于按压按键和松开按键反弹过程中，下列说法正确的是（ ）
A．连续按压和松开按键过程，线圈中一定产生交变电流
B．按压和松开按键过程，线圈中都产生感应电动势
C．按住门铃按键保持不动，线圈中一直保持有感应电流
D．按键反弹过程，弹簧的弹性势能部分转化为电能
2．（2022·广东茂名·统考二模）疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确的是（ ）
A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小
C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用
3．（多选）（2023·河北沧州·校考模拟预测）如图甲是游乐园常见的跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为0.8m，高度均相同，磁感应强度的大小均为1T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻为8Ω。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为640kg，重力加速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中电流方向始终为逆时针
B．跳楼机的最大速度为8m/s
C．当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为20A
D．跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为12800W
4．（多选）（2023·安徽淮南·寿县第一中学校考一模）磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（ ）
A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在
C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向（从上往下看）
D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向（从上往下看）
5．（2023·浙江嘉兴·统考一模）如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴、关于导线上下对称。则（ ）
A．电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同
B．电流I在M、N两点产生磁感应强度大小
C．线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变
D．线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流
6．（多选）（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校联考模拟预测）法拉第展示人类历史上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机，结构示意图如图甲所示，圆盘所处的匀强磁场的磁感应强度为B；如图乙所示是安装了汽车防抱死制动系统（ABS）的轮速传感器示意图，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕着线圈的磁铁，当轮齿在接近和离开磁铁时，线圈中出现感应电流。下列说法正确的是（ ）
A．对甲图，若圆盘不动，磁体转动（磁感线与盘面垂直），电流表的指针不会偏转
B．对甲图，当圆盘的角速度为，边缘的线速度为v，则感应电动势为
C．对乙图，穿过线圈的磁通量会发生变化，则此装置是利用电磁感应现象来测量车轮转速的
D．对乙图，同样初速度的同一辆汽车，安装了ABS的刹车距离小，不易发生侧滑
新情境2：与前沿科技、迁移创新相结合
7．（多选）（2023·广东·统考二模）“福建号”航空母舰采用了先进的电磁弹射技术，使战机的出动效率大大提升。如图所示，电源电动势为E，内阻忽略不计，电容器的电容为C，足够长的光滑水平平行导轨MN、PQ间距为L，导轨间有磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的导体棒cd垂直于导轨，单刀双掷开关先打向a，电源给电容器充电，充电完毕后再打向b，电容器放电，导体棒cd在安培力的作用下发射出去。不计其他阻力，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒达到最大速度时，通过导体棒的电流强度为零
B．导体棒能达到的最大速度为
C．该过程中，安培力对导体棒的冲量等于导体棒动量的变化
D．导体棒以最大速度发射出去后，电容器存储的电荷量为零
8．（2024·山东·模拟预测）现代汽车中有一种先进的制动系统——防抱死（ABS）系统，它让车轮在制动时不是完全刹死，而是仍有一定的滚动，其原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近线圈时被磁化，使线圈中的磁场增大，齿离开线圈时又使线圈中磁场减小，从而能使线圈中产生感应电流。这个电流经电子装置放大后能控制制动机构。齿轮P从图示位置按顺时针方向转过α 角的过程中，通过M的感应电流的方向是（ ）
A．总是从左向右B．总是从右向左
C．先从左向右，然后从右向左D．先从右向左，然后从左向右
9．（2023·福建龙岩·校考模拟预测）2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r，两者以共同速度为v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L， 轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1） 舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2） 舰载机减速过程电阻R上产生的热量；
（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。
10．（2023·贵州·校联考一模）某兴趣小组为了研究电磁阻尼的原理，设计了如图所示的装置进行实验，水平平行金属导轨、间距，处于方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中，导轨左端接有阻值的定值电阻。绕过定滑轮和动滑轮的细绳一端连接质量、电阻为、长度为L的导体棒a，另一端固定在天花板上，动滑轮上悬挂质量为的重物b、导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好。重物b距离地面的高度为，刚开始a、b均处于静止状态。现释放重物b，重物b落地前瞬间导体棒a的速度达到最大，且导体棒a还未到达定滑轮处，不计导轨电阻及一切摩擦，不计滑轮质量，重力加速度，求：
（1）导体棒a的最大速度；
（2）重物b从开始运动到落地的过程中，电阻R产生的焦耳热。
考点内容
要求
学习目标
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
II
掌握楞次定律和电磁感应定律判断感应电流的方法；
理解并区分电磁感应中的各种图像问题；
掌握电磁感应中的动力学、能量和动量问题。
电磁感应的相关图像问题
II
电磁感应中的动力学问题
II
电磁感应中的能量和动量问题
II
情景图
研究对象
回路（不一定闭合）
一段直导线（或等效直导线）
绕一端转动的一段导体棒
绕位于线框平面内且与B垂直的轴转动的导线框
表达式
E＝n eq \f(ΔΦ,Δt)
E＝Blv
E＝ eq \f(1,2)Bl2ω
从图示时刻计时e＝NBSωcs ωt
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1860" 01专题网络·思维脑图 PAGEREF _Tc1860 \h 1
02考情分析·解密高考 \l "_Tc12783" PAGEREF _Tc12783 \h 2
03高频考点·以考定法 \l "_Tc11287" PAGEREF _Tc11287 \h 2
\l "_Tc4376" PAGEREF _Tc4376 \h 2
\l "_Tc25051" 一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 PAGEREF _Tc25051 \h 2
\l "_Tc16815" 二、电磁感应的相关图像问题 PAGEREF _Tc16815 \h 3
\l "_Tc30598" 三、电磁感应中的动力学问题 PAGEREF _Tc30598 \h 3
\l "_Tc13050" 四、电磁感应中的能量和动量问题 PAGEREF _Tc13050 \h 4
\l "_Tc4837" PAGEREF _Tc4837 \h 4
\l "_Tc193" PAGEREF _Tc193 \h 7
\l "_Tc263" 考向1：感应电流方向的判断 PAGEREF _Tc263 \h 7
\l "_Tc2713" 考向2：法拉第电磁感应定律的综合应用 PAGEREF _Tc2713 \h 7
\l "_Tc22244" 考向3：电磁感应中的能量转化问题 PAGEREF _Tc22244 \h 9
\l "_Tc24171" 04核心素养·难点突破 PAGEREF _Tc24171 \h 10
\l _Tc19539 05创新好题·轻松练
PAGEREF _Tc19539 \h 16
\l "_Tc22550" 新情境1：与生产生活相关 PAGEREF _Tc22550 \h 16
\l "_Tc19336" 新情境2：与前沿科技、迁移创新相结合 PAGEREF _Tc19336 \h 18
一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
1．感应电流方向的判断方法
（1）右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。
（2）楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”“增离减靠”。
（2）阻碍导体与磁场的相对运动——“来拒去留”。
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。
（4）阻碍原电流的变化（自感现象）——“增反减同”。
3．感应电动势大小的计算
二、电磁感应的相关图像问题
1．解决电磁感应图像问题的一般步骤
（1）明确图像的种类，即是Bt图还是Φt图，或者Et图、It图、Ft图、vt图、Ex图、Ix图等。
（2）分析电磁感应的具体过程。
（3）用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。
（4）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。
（5）根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。
（6）画图像或判断图像。
2．电磁感应图像问题的两个常用分析方法
（1）排除法：定性地分析每一个过程中物理量的变化（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，把握三个关注，排除错误的选项。
注：注意过程或阶段的选取，一般进磁场或出磁场、磁通量最大或最小、有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。
（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作出分析和判断。
三、电磁感应中的动力学问题
1．导体棒切割磁感线的运动过程分析
导体棒一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。动态分析的基本思路如下：
2．电磁感应中动力学问题的分析思路
四、电磁感应中的能量和动量问题
1．电磁感应中求焦耳热的三种方法
2．动量定理在电磁感应现象中的应用
导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝IΔt＝ eq \f(\x\t(E),R总)Δt＝n eq \f(ΔΦ,ΔtR总)Δt＝n eq \f(ΔΦ,R总)，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx。如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1。
当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解更方便。
3．动量守恒定律在电磁感应现象中的应用
在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便。
【典例1】（多选）（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
【典例2】（2023·福建·统考高考真题）如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴坐标；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
【典例3】（多选）（2023·山东·统考高考真题）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒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Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，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、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ）
A．的方向向上B．的方向向下C．D．
【典例4】（2023·广东·统考高考真题）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（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ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。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：
（1）时线框所受的安培力；
（2）时穿过线框的磁通量；
（3）时间内，线框中产生的热量。
考向1：感应电流方向的判断
1．（2024·江西·统考一模）柔性可穿戴设备导电复合材料电阻率的测量需要使用一种非接触式传感器．如图（a）所示，传感器探头线圈置于被测材料上方，给线圈通正弦交变电流如图（b）所示，电路中箭头为电流正方向。在时间内关于涡旋电流的大小和方向（俯视），下列说法正确的是（ ）
A．不断增大，逆时针B．不断增大，顺时针
C．不断减小，逆时针D．不断减小，顺时针
2．（多选）（2024·云南昆明·统考一模）法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷P紧贴，用导线把电刷P与电阻R的a端连接，圆盘的中心轴线O与电阻R的b端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。使圆盘以角速度ω匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为L，除电阻R外其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向为B．通过电阻R的电流方向为
C．通过电阻R的电流大小为D．通过电阻R的电流大小为
考向2：法拉第电磁感应定律的综合应用
3．（2024·甘肃·统考一模）1831年，法拉第发明了第一台发电机，示意图如下。半径为的铜盘安装在金属轴上，其边缘置于一个磁铁两极之间的狭缝里，铜盘边缘与轴通过导线与检流计连接。铜盘以周期匀速旋转，检流计中有电流通过。已知狭缝沿半径方向的长度为，狭缝间为匀强磁场，磁感应强度为，忽略狭缝之外的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．检流计中电流方向从向
B．若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向也反向
C．铜盘产生的电动势为
D．铜盘产生的电动势为
4．多选（2024·福建泉州·统考二模）如图甲所示，光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示（、均已知），取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时，会在圆管内产生场强大小处处相等且电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看小球沿顺时针方向运动
B．管内涡旋电场的场强大小为
C．小球第2次回到出发点时的速度大小为
D．小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大
考向3：电磁感应中的能量转化问题
5．（多选）（2024·福建·统考一模）如图所示，平面第一、第四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为和。平面内有一关于轴对称的“吕”形金属框，尺寸如图中标注，导线彼此绝缘，其交叉点位于轴上。金属框在外力作用下始终以速度沿轴向右做匀速直线运动。已知金属框的总电阻为时金属框边刚好进入磁场，则（ ）
A．时刻，金属框中段电流的方向由到
B．时刻，金属框中电流的大小为
C．时刻，金属框在轴方向上所受安培力的大小为
D．到时间内，通过金属框横截面的电荷量为
6．（多选）（2024·云南昭通·统考模拟预测）如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨间距，其下端接有阻值的电阻，导轨平面与水平面间的夹角，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量、阻值的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量的重物相连，左端细线连接金属棒的中点且沿方向。金属棒由静止释放后，在重物的作用下，沿方向的位移与时间之间的关系如图乙所示，其中为直线。已知在内通过金属棒的电荷量是0.9~1.2s内通过金属棒的电荷量的2倍，重力加速度取，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法中正确的是（ ）
A．通过金属棒的电荷量与金属棒的位移的关系为
B．内金属棒运动的位移大小为
C．磁感应强度的大小为
D．内整个回路产生的热量为
1．（多选）（2024·广东中山·中山市华侨中学校考模拟预测）10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，飞船入轨后，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，航天器对接时存在一定的相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量．如图为某电磁阻尼器的简化原理图，当质量块上下移动时会带动磁心一起运动，磁心下方为N极，下列说法正确的是（ ）
A．当质量块带动磁心从线圈上方向下移时，线圈有收缩趋势
B．当质量块带动磁心下移时，通过电阻R的电流向上
C．整个过程对应的是动能向磁场能转换
D．减小线圈匝数，阻尼效果增强
2．（多选）（2022·山东枣庄·统考模拟预测）如图所示，在竖直平面内有一半圆形区域，O为圆心，AOD为半圆的水平直径，区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场。在A、D两点各固定一颗水平的光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框ACDE挂在两颗钉子上，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂重物，使导线处于绷紧状态。设导线框的电阻为r，圆的半径为R，从t=0时刻开始，将导线上的C点绕圆心O以恒定角速度ω从A点沿圆弧移动到D点，此过程中不考虑导线中产生的磁场。在C从A点移动到D点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导线框中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向
B．导线框中产生的电热为
C．通过导线框横截面的电荷量为
D．导线框中感应电动势随时间t的变化关系为
3．（2018·四川泸州·统考三模）如图甲所示，两固定平行且光滑金属轨道MN、PQ与水平面的夹角θ=37°，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vmax。改变电阻箱的阻值R，得到vmax与R的关系如图乙所示。已知轨道间距为L=2m，重力加速度g=10m/s2，轨道足够长且电阻不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则（ ）
A．金属杆滑动时回路中产生的感应电流的方向是abMpa
B．金属杆的质量m=0.5kg
C．金属杆接入电路的阻值r=2Ω
D．当R=2Ω时，杆ab匀速下滑过程中R两端的电压为8V
4．（多选）（2023·山东潍坊·统考模拟预测）如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道半径为r、间距为L，轨道的电阻不计。在轨道的顶端连接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻也是R的金属棒从轨道的最低位置cd开始，在拉力作用下以速率沿轨道向上做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（ ）
A．通过电阻的电流方向为B．通过电阻的电荷量为
C．电阻上产生的热量为D．拉力做功为
5．（多选）（2023·安徽·模拟预测）如图，边长为L、粗细均匀的等边三角形金属线框固定在绝缘水平面上，E、F分别为边和边的中点，虚线上方存在着垂直于水平面向外的匀强磁场，虚线下方存在垂直于水平面向里的匀强磁场。已知两磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系均为（），等边三角形的每个边电阻均为R。下列说法正确的是（ ）
A．金属线框中有顺时针方向的感应电流
B．金属线框的感应电流始终保持不变
C．在的时间内，通过金属线框某截面的电荷量为
D．金属线框所受的安培力大小不变
6．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端置于导轨内。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨的电阻，则（ ）
A．回路中感应电流方向始终为逆时针方向
B．整个过程中，ab棒产生的焦耳热为mgL
C．当θ=60°时，若a点速度大小为v，则b点速度大小为2v
D．在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为
7．（多选）（2023·吉林·统考二模）列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一水平矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，方向竖直向上。车头进入磁场瞬间的速度为v0，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为abcd
B．列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．列车从进站到停下来的过程中，线框产生的热量为
D．从车头进入磁场到停止所用的时间为
8．（多选）（2024·云南曲靖·统考一模）如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度均为，高和间距均为d。质量为的水平金属杆由距区域Ⅰ上边界处由静止释放，进入区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为。则金属杆（ ）
A．刚进入区域Ⅰ时加速度方向可能竖直向下
B．穿过区域Ⅰ的时间大于穿过两磁场区域之间的时间
C．穿过两磁场区域产生的总热量为
D．穿过区域Ⅱ的时间为
二、解答题
9．（2024·安徽·统考一模）如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知棒的质量为棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计。将棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力F，此时拉力传感器开始测量细线拉力，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出拉力传感器量程），重力加速度g取。求：
（1）时，金属棒的速度大小；
（2）时，外力F的大小；
（3）已知金属棒在的时间内产生的热量为，求这段时间外力F所做的功。
10．（2023·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考三模）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，、是水平放置的平行长直导轨，其间距为，和是并联在导轨一端的电阻，且、，是垂直导轨放置的质量为的导体棒，导轨和导体棒之间的动摩擦因数各处均相同。从零时刻开始，对施加一个大小为，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的图象，其中点为坐标原点，其坐标为，是图象在点的切线，是图象的渐近线。除、以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知当棒的位移为时，其速度达到了最大速度。求结果可以保留分数
（1）导体棒运动中受的摩擦力的大小和磁感应强度的大小
（2）在导体棒的位移为过程中电阻上产生的焦耳热
（3）若在导体棒的位移为时立即将恒定拉力撤掉，此后导体棒滑行到停止的过程中流过的电量为，求摩擦力在导体棒整个运动过程的平均功率。
新情境1：与生产生活相关
1．（多选）（2022·广东茂名·统考二模）如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃，按下按键，按键将推动永磁铁运动（平面运动如图乙所示），即能产生电能供给发射器部件（接线圈两端，图中没有画出）正常工作。松开按键后，在弹簧的作用下按键将恢复原位。关于按压按键和松开按键反弹过程中，下列说法正确的是（ ）
A．连续按压和松开按键过程，线圈中一定产生交变电流
B．按压和松开按键过程，线圈中都产生感应电动势
C．按住门铃按键保持不动，线圈中一直保持有感应电流
D．按键反弹过程，弹簧的弹性势能部分转化为电能
2．（2022·广东茂名·统考二模）疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确的是（ ）
A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小
C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用
3．（多选）（2023·河北沧州·校考模拟预测）如图甲是游乐园常见的跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为0.8m，高度均相同，磁感应强度的大小均为1T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻为8Ω。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为640kg，重力加速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中电流方向始终为逆时针
B．跳楼机的最大速度为8m/s
C．当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为20A
D．跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为12800W
4．（多选）（2023·安徽淮南·寿县第一中学校考一模）磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（ ）
A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在
C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向（从上往下看）
D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向（从上往下看）
5．（2023·浙江嘉兴·统考一模）如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴、关于导线上下对称。则（ ）
A．电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同
B．电流I在M、N两点产生磁感应强度大小
C．线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变
D．线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流
6．（多选）（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校联考模拟预测）法拉第展示人类历史上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机，结构示意图如图甲所示，圆盘所处的匀强磁场的磁感应强度为B；如图乙所示是安装了汽车防抱死制动系统（ABS）的轮速传感器示意图，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕着线圈的磁铁，当轮齿在接近和离开磁铁时，线圈中出现感应电流。下列说法正确的是（ ）
A．对甲图，若圆盘不动，磁体转动（磁感线与盘面垂直），电流表的指针不会偏转
B．对甲图，当圆盘的角速度为，边缘的线速度为v，则感应电动势为
C．对乙图，穿过线圈的磁通量会发生变化，则此装置是利用电磁感应现象来测量车轮转速的
D．对乙图，同样初速度的同一辆汽车，安装了ABS的刹车距离小，不易发生侧滑
新情境2：与前沿科技、迁移创新相结合
7．（多选）（2023·广东·统考二模）“福建号”航空母舰采用了先进的电磁弹射技术，使战机的出动效率大大提升。如图所示，电源电动势为E，内阻忽略不计，电容器的电容为C，足够长的光滑水平平行导轨MN、PQ间距为L，导轨间有磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的导体棒cd垂直于导轨，单刀双掷开关先打向a，电源给电容器充电，充电完毕后再打向b，电容器放电，导体棒cd在安培力的作用下发射出去。不计其他阻力，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒达到最大速度时，通过导体棒的电流强度为零
B．导体棒能达到的最大速度为
C．该过程中，安培力对导体棒的冲量等于导体棒动量的变化
D．导体棒以最大速度发射出去后，电容器存储的电荷量为零
8．（2024·山东·模拟预测）现代汽车中有一种先进的制动系统——防抱死（ABS）系统，它让车轮在制动时不是完全刹死，而是仍有一定的滚动，其原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近线圈时被磁化，使线圈中的磁场增大，齿离开线圈时又使线圈中磁场减小，从而能使线圈中产生感应电流。这个电流经电子装置放大后能控制制动机构。齿轮P从图示位置按顺时针方向转过α 角的过程中，通过M的感应电流的方向是（ ）
A．总是从左向右B．总是从右向左
C．先从左向右，然后从右向左D．先从右向左，然后从左向右
9．（2023·福建龙岩·校考模拟预测）2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r，两者以共同速度为v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L， 轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1） 舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2） 舰载机减速过程电阻R上产生的热量；
（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。
10．（2023·贵州·校联考一模）某兴趣小组为了研究电磁阻尼的原理，设计了如图所示的装置进行实验，水平平行金属导轨、间距，处于方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中，导轨左端接有阻值的定值电阻。绕过定滑轮和动滑轮的细绳一端连接质量、电阻为、长度为L的导体棒a，另一端固定在天花板上，动滑轮上悬挂质量为的重物b、导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好。重物b距离地面的高度为，刚开始a、b均处于静止状态。现释放重物b，重物b落地前瞬间导体棒a的速度达到最大，且导体棒a还未到达定滑轮处，不计导轨电阻及一切摩擦，不计滑轮质量，重力加速度，求：
（1）导体棒a的最大速度；
（2）重物b从开始运动到落地的过程中，电阻R产生的焦耳热。
考点内容
要求
学习目标
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
II
掌握楞次定律和电磁感应定律判断感应电流的方法；
理解并区分电磁感应中的各种图像问题；
掌握电磁感应中的动力学、能量和动量问题。
电磁感应的相关图像问题
II
电磁感应中的动力学问题
II
电磁感应中的能量和动量问题
II
情景图
研究对象
回路（不一定闭合）
一段直导线（或等效直导线）
绕一端转动的一段导体棒
绕位于线框平面内且与B垂直的轴转动的导线框
表达式
E＝n eq \f(ΔΦ,Δt)
E＝Blv
E＝ eq \f(1,2)Bl2ω
从图示时刻计时e＝NBSωcs ωt
相关试卷
专题05 功 功率和动能定理（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）： 这是一份专题05 功 功率和动能定理（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共19页。
专题02 力与直线运动（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）： 这是一份专题02 力与直线运动（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共18页。
专题03 力与曲线运动（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）： 这是一份专题03 力与曲线运动（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共19页。
