第9讲 电磁感应规律与综合应用（原卷版+解析版）——2025年高中物理高考二轮复习专题讲练（新高考通用）

中小学教育资源及组卷应用平台 第9讲 电磁感应规律与综合应用 （2024 广东）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B。磁场中，边长为L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BL2 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 【解答】解：A、根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为零，故A错误； BC、根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈上升越快，则磁通量的变化率越大，线圈中感应电动势越大，与线圈的上升高度无关，故BC错误； D、永磁铁相对线圈下降时，线圈中垂直于纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确； 故选：D。 （2024 福建）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（r＜R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B＝kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　） A．0 B．kπR2 C．2kπr2 D．2kπR2 【解答】解：由题意可知，纸带构成的“莫比乌斯环“形成了两匝（n＝2）线圈串联的闭合回路， 穿过回路的磁场有效面积为S＝πr2， 根据法拉第电磁感应定律有：E＝n2 S＝2kπr2； 故C正确，BCD错误； 故选：C。 （2024 山东）如图甲所示，在﹣d≤x≤d、﹣d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A． B． C． D． 【解答】解：图乙中，线圈中产生的交变电流的电动势瞬时值的表达式 当时，线圈转动的时间为t1 因此有 解得 即线圈从中性面开始转过时，线圈中才产生感应电动势； 线圈中磁场覆盖的区域如图所示（俯视图）： 根据数学知识结合对称性，磁场区域为 综上分析，故ABD错误，C正确。 故选：C。 （多选）（2024 选择性）如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，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2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、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2m和m，长度均为L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度大小为g。两棒在下滑过程中（　　） A．回路中的电流方向为abcda B．ab中电流趋于 C．ab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 【解答】解：A、两棒沿各自所在的导轨下滑过程中，根据右手定则判断，可得回路中的电流方向为abcda，故A正确； CD、两棒同时由静止开始沿各自所在的导轨加速下滑，对两棒的受力分析如下图所示： 在两棒加速过程的某一时刻，根据牛顿第二定律得： 对ab棒有：2mgsin30°﹣2BILcos30°＝2maab 对cd棒有：mgsin30°﹣BILcos30°＝macd 可得：aab＝acd，即在两棒加速过程的任意时刻它们的加速度大 ... ...