2025高考物理大题集训（新高考通用）大题10 电磁感应综合问题（解析版）.pdf

大题10电磁感应综合问题

电磁感应综合应用是高考物理电磁学压轴题的标志性内容，近五年全国卷及新高考卷

中占比约12%-20%。2025年高考对“电磁感应综合应用”的考查将延续“重基础整合、强

过程分析、拓科技前沿”的命题导向，突出电磁学核心素养与复杂系统建模能力。备考需

以“磁-电-力-能”转化链为核心，强化动态过程分析与跨学科工具应用，同时关注新能源

与量子科技热点，做到“以变为纲，以恒破难”。建议关注：风力发电机组的电磁感应优

化设计；电磁悬浮列车的感应供电系统分析；超导磁体中的持续电流与能量守恒关系。

题型1电磁感应中的平衡及动力学问题

例1.如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝

缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m，边长为L，金属框的总电阻为R，金属

框的上半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中(磁场均匀分布)，下半部分在磁场外，磁场的磁感应

强度B随时间t的变化关系如图乙所示，丝线能承受的最大拉力为F，从t＝0时刻起，测得经过t＝5s，0

丝线刚好被拉断，金属框由静止开始下落。金属框在下落过程中上边框离开磁场前已开始做匀速直线运

动，金属框始终在竖直平面内且未旋转，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

(1)0～5s内，金属框产生感应电流的方向以及磁感应强度B的大小；0

(2)金属框的上边框离开磁场前做匀速直线运动的速度v的大小。

10R（F－mg）mgL

答案(1)沿逆时针方向(2)

L310（F－mg）

解析(1)由图乙可知，0～5s时间内磁场均匀增加，由楞次定律可知金属框中产生感应电流的方向沿

逆时针方向；由法拉第电磁感应定律得

ΔΦΔB·SBLBL22

E＝＝＝·＝①00

ΔtΔt5210

E

感应电流大小为I＝②

R

5s时受到的安培力为F＝ILB③

安0

丝线刚好被拉断，则有F＝F＋mg④

安

10R（F－mg）

联立①②③④解得B＝0。⑤

L3

(2)由题意可知，5s后磁感应强度为B不变，金属框在上边框离开磁场前做匀速运动，即有ILB＝mg

010

⑥

金属框做匀速运动产生的感应电动势大小为E＝BLv⑦10

E1

由闭合电路欧姆定律可得I＝⑧1

R

mgR

整理得v＝⑨

22

BL

0

mgL

代入B得v＝。

0

10（F－mg）

例2.(2022贵阳高三月考)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨PP′、QQ′

相距L倾斜放置，与水平面的夹角为θ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B，导轨的上端与水

平放置的两金属板M、N相连，板间距离为d，板间固定有一带电微粒，质量为m，接入电阻与定值电阻

相等(阻值均为R)的金属棒ab，水平跨放在导轨上，金属棒ab的质量为M，下滑过程中与导轨接触良好，

现将金属棒ab由静止释放，当金属棒的速度达到稳定时释放板间带电微粒，带电微粒恰好保持静止，

不计金属导轨的电阻，重力加速度为g。

(1)求带电微粒带何种电荷及其比荷；

(2)求金属棒ab下滑的稳定速度大小。

BLd2