資源簡介

(共22張PPT)
專題十一 電磁感應
考向二 法拉第電磁感應定律及其應用
2025年高考物理專題復習資料
考點切片
考點1 感生電動勢
1.（2024廣東卷）電磁俘能器可在汽車發動機振動時利用電磁感應發電實現能量回收，
結構如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻
強磁場，磁感應強度大小均為。磁場中，邊長為 的正方形線圈豎直固定在減震裝置
上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。
關于圖乙中的線圈，下列說法正確的是( )
D
A.穿過線圈的磁通量為
B.永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動勢越大
C.永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越小
D.永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順
時針方向
【解析】 由題圖乙可知,此時穿過線圈的磁通量為0。
永磁鐵相對線圈上升越高,感應電動勢不一定越大（【提醒】上升越高,只能表明穿
過線圈的磁通量變大,但磁通量變化不一定變快。）。
根據法拉第電磁感應定律可知,永磁鐵相對線圈上升越快,穿過線圈的磁通量變化越
快,線圈中產生的感應電動勢就越大。
永磁鐵相對線圈下降時,由題圖乙可知,穿過線圈的總磁通量向外且變大,由楞次定律
可判斷出線圈中感應電流的方向為順時針方向。
2.（2024華中師大一附中二模）用材料相同、粗細
均勻的導線做成如圖所示的單匝線圈，線圈構成一
個閉合回路。左側小圓的半徑為 ，中間大圓的半
徑為，右側小圓的半徑為 ，左側兩圓連接處缺
口的長度可忽略不計，右側兩圓錯開相交連通
B
A. B. C. D.
（麻花狀），將線圈固定在與線圈所在平面垂直的磁場中，磁感應強度大小為
，式中的和 為常量，則線圈中感應電動勢的大小為( )
【解析】 根據楞次定律可知,左側小圓和中間大圓產生的感應電流方向相同,而右側小圓
產生的感應電流方向與左側小圓和中間大圓的相反,根據法拉第電磁感應定律可得線圈中
感應電動勢的大小為 ,故選B。
跳跳學長傳妙招
若我們不會分辨穿過整個圓環的磁通量應該是兩個小圓環的磁通量的和還是差,我們可
假定在兩個圓環中形成一個電流,如圖1,若電流方向相反,則計算磁通量應該作差。若電
流方向相同,如圖2,則計算磁通量應該求和。
考點2 動生電動勢
題組1 平動切割模型
3.（2024江蘇蘇州八校聯考）如圖所示，邊長為、電阻為
的勻質正方形導線框進入磁感應強度為 的勻強磁場。
圖示位置線框速度大小為 ，此時( )
C
A.、間電勢差等于、 間電勢差
B.線框中電流大小為
C.線框所受安培力大小為
D.線框所受安培力方向與運動方向相反
【解析】 由題意可知圖示位置恰好 邊切割磁感線,則產生的感應電動勢為
（【易錯】切割磁感線的有效長度為,不是。因為只有切割磁感線,
與運動方向平行并不切割磁感線。）,切割磁感線的導體相當于電源,則此時、 兩端
的電壓為路端電壓（【易錯】不可誤認為、兩端的電壓為感應電動勢 或
。）,根據串聯電路的分壓原理可得, 。
根據閉合電路歐姆定律可得此刻線框中的電流為 。
線框有兩條邊在磁場中,兩邊所受安培力大小相等,可得 ,根
據左手定則可知兩邊所受安培力的方向互相垂直,則可得線框所受安培力的大小為
。
根據左手定則,結合力的矢量合成可知,此時線框所受安培力垂直于磁場邊界沿
方向,與運動方向間的夾角為 。
. .
. .
. .
. .
【另解】C、D選項可以運用安培力的有效長度進行求解。、 兩條邊垂直磁場方
向的有效長度為,則可得線框所受安培力的大小為,
方向與垂直沿,與運動方向間的夾角為 。
4.（2024浙江嘉興模擬）如圖所示，假設“天宮二號”正以 的速度繞地球做勻速
圓周運動，運動方向與其太陽能帆板兩端相距的、 連線垂直，太陽能帆板視為
導體。飛經某處時的地磁場磁感應強度垂直所在平面的分量為 ，若此時
在太陽能帆板上將一只“，”的小燈泡與、 相連構成閉合電路（圖中未畫
出），太陽能帆板內阻不可忽略，則( )
C
A.此時、 兩端的電勢差為零
B.此時小燈泡恰好能正常發光
C.“天宮二號”繞行過程中受到電磁阻尼作用
D.“天宮二號”在南、北半球水平飛行時端的電勢始終高于 端
【解析】 小燈泡與、 相連構成閉合回路,此時閉合回路中的磁通量不變,回路中
不產生感應電流,故小燈泡不能正常發光。
切割磁感線,產生的感應電動勢大小為,故、 兩端的電勢差為
（【點撥】因回路中無感應電流產生,故雖然太陽能帆板的內阻不能忽略,但太陽能
帆板兩端的電勢差仍等于電動勢。）。
“天宮二號”繞行過程中,與 連線垂直的地磁場分量發生變化,故在太陽能帆板中產
生感應電流,太陽能帆板會受到與運動方向相反的安培力作用（【提醒】由左手定則可
判斷。）。
地磁場磁感應強度垂直于 所在平面的分量在南、北半球方向相反,所以“天宮二
號”在南、北半球飛行時、 間感應電動勢方向相反。
. .
. .
5.（2024陜西西安一模）如圖，空間存在方向垂直紙面向里的范圍足夠大的磁場，以豎
直向下為軸正方向，磁感應強度的大小為，式中、 為常量。紙面內一
質量為、邊長為、總電阻為 的正方形導線框在磁場中由靜止開始下落，初始時導
線框底邊水平，最終線框將勻速下落，重力加速度大小為 ，則線框勻速下落時的速度
大小為( )
B
A. B. C. D.
【解析】 設線框下落時下邊處磁感應強度大小為,上邊處磁感應強度大小為 ,
則線框中電動勢為 （【點撥】上下兩條邊切割磁感
線,兩條邊產生的電動勢方向相同,線框中的電動勢為上、下邊產生的電動勢之差的絕對
值。）,由題意可得,根據,聯立可得線框中感應電流 ,當線框勻
速下落時有,解得線框勻速下落時的速度大小 。
. .
題組2 旋轉切割和圓盤模型
大招64 對應練習
解題覺醒
1.題型特征:導體棒或金屬圓盤在磁場中旋轉。
2.解題技巧
（1）無論是單棒、多棒還是圓盤，感應電動勢均為。
（2）判斷電流方向：右手定則。
6.（2025江西名校聯考）如圖所示，導電圓環總電阻為，半徑為 ，垂直磁場固定于
磁感應強度為的勻強磁場中，此磁場的左邊界正好與圓環直徑重合，電阻為 的直金
屬棒以恒定角速度 繞過環心的軸轉動，、 端與圓環保持良好接觸，則以下說
法中正確的是( )
C
A.圖示位置處桿點電勢高于 點電勢
B.、兩點的電勢差為
C.轉動過程中金屬棒與圓環消耗的電功率之比為
D.棒轉動一圈的過程中通過棒的電荷量為
【解析】 金屬棒為電源感應電流方向為到外電路電流方向為到 ,
7.（2025湖南益陽一模）如圖，在垂直紙面向里的范圍足夠大的勻強磁
場中放置一硬質異形導線框，其中是半徑為的 圓弧，直線段
長為且與圓弧段相切。該導線框在紙面內繞 點逆時針轉動，則下
列說法正確的是( )
D
A. B.感應電流方向
C. D.
【解析】
由于轉動過程,導線框的磁通量保持不變,所以導線框中不產生感應電流 B（ ）
對于部分,根據右手定則可知,產生的感應電動勢方向由 , 則端相當于電源的負極, 端相當于電源的正極,所以電勢關系為 C（ ）
對于部分,則有 ,則有 A（ ）
對于部分,則有 ,由幾何關系可得 ,則有 D（√）
8.（2024廣東清遠期末）圖甲是法拉第發明的銅盤發電機，也是人類歷史上第一臺發電
機。利用這臺發電機給平行金屬板電容器供電，如圖乙所示。已知銅盤半徑為 ，轉動
的角速度大小為 ，銅盤的下半部分加垂直于盤面、磁感應強度大小為 的勻強磁場。
每塊平行金屬板長度為，板間距離也為 ，板間加垂直紙面向里、磁感應強度大小
為 的勻強磁場。
（1） 求銅盤產生的感應電動勢 的大小。
【答案】
【解析】 銅盤轉動過程中產生的感應電動勢等效于導體棒旋轉切割磁感線產生的感應
電動勢,根據法拉第電磁感應定律得,其中 （【易錯】注意對于圓盤
轉動問題,可將圓盤的轉動等效為單棒的轉動,利用單棒上各點線速度與半徑成正比的特
點,可用單棒中點的速度作為平均速度代入公式計算。）,解得 。
. .
. .
（2） 若有一質量為 的帶負電小球從電容器兩板正中央水平向右射入，在兩板間做勻
速圓周運動，且恰好從下極板右端射出，重力加速度大小為 ，求：
① 小球帶電荷量 的大小；
【答案】
【解析】 小球在復合場中做勻速圓周運動,必有電場力與重力平衡,則有
（【點撥】小球在重力、電場力和洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,重力、電場力是恒
力,相互平衡,洛倫茲力提供做勻速圓周運動的向心力。）,又電容器兩板間電場強度大小
,解得 。
. .
② 小球射入速度 的大小。
【答案】
【解析】 設小球做圓周運動的軌跡半徑為,由洛倫茲力提供向心力有
小球恰能從下極板右端射出,小球運動軌跡如圖所示,由勾股定理得
,聯立解得 。

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