第2章 电磁感应 单元检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2章 电磁感应 单元检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 321.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 11:37:47 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修二 第2章 电磁感应 单元检测
一、单项选择题（共6小题；共24分）
1. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为
A. 增大涡流，提高变压器的效率
B. 减小涡流，提高变压器的效率
C. 增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
D. 减小铁芯中的电阻，以减小发热量
2. 关于楞次定律的理解，下列说法错误的是
A. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化
C. 感应电流的磁场延缓了引起感应电流的磁通量的变化
D. 感应电流的磁场与原来磁场的方向，可能相反也可能相同
3. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流 。在角平分线上，对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量，则
A. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向内运动
B. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向外运动
C. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向内运动
D. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向外运动
4. 如图所示，一根长直导线穿过通有恒定电流的金属环的中心，且垂直于金属环的平面。导线和环中的电流方向如图所示。那么金属环受到的磁场力
A. 沿环半径向外 B. 沿环半径向里 C. 沿直导线向右 D. 为零
5. 如图所示，矩形线圈从有界匀强磁场中匀速拉出，一次速度为 ，另一次速度为 ，那么在这两个过程中
A. 线圈中感应电流之比为
B. 线圈中产生的热量之比为
C. 沿运动方向加在线圈上的外力之比为
D. 沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为
6. 年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。 年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值 的整数倍，于是称这一数值 为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为 ，当质量为 的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一距离所用时间为 ；当两板间加电压 （上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间 内运动的距离与在时间 内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为 ，下列说法正确的是
A. 根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电
B. 密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是
C. 根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量
D. 根据两板间加电压 （上极板的电势高）时观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量
二、双项选择题（共4小题；共16分）
7. 如图所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是
A. 垂直于纸面平动 B. 以一条边为轴转动
C. 线圈形状逐渐变为圆形 D. 沿与磁场垂直的方向平动
8. 法拉第发明了世界上第一台发电机 法拉第圆盘发电机。铜质圆盘放置在匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线 、 将电刷与电灯连接起来形成回路，如图所示从上往下看逆时针匀速转动铜盘，若图中铜盘半径为 ，匀强磁场的磁感应强度为 ，回路总电阻为 ，转动的角速度为 ，则下列说法正确的是
A. 回路中的电动势等于
B. 回路中的电流等于
C. 回路中电流方向从 导线流进灯泡， 导线流进铜盘
D. 回路中产生的是大小和方向周期性变化的电流
9. 如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频交 接变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是 .
A. 交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
B. 交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C. 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
D. 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
10. 如图，一根有质量的金属棒 ，两端用细软导线连接后悬于 、 两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 流向 ，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以
A. 适当增大磁感应强度 B. 使磁场反向
C. 适当增大电流 D. 使电流反向
三、填空题（共1小题；共2分）
11. 如图所示，质量为 的物体以初速度 沿水平面向左运动，起始点 与轻弹簧 端的距离为 ，物体与水平面间的动摩擦因数为 ，物体与弹簧相撞后，弹簧的最大压缩量为 ，则弹簧被压缩最短时，弹簧具有的弹簧势能为 。
四、解答题（共4小题；共52分）
12. 如图所示， 形导线框固定在水平面上，右端放有质量为 的金属棒 ， 与导轨间的动摩擦因数为 ，它们围成的矩形边长分别为 、 ，回路的总电阻为 。从 时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场 ，（）那么在 为多大时，金属棒开始移动
13. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 ，导轨平面与水平面的夹角 ，下端连接阻值 的电阻；质量为 、阻值 的匀质金属棒 放在两导轨上，距离导轨最下端为 ，棒与导轨垂直并保持良好接触，与导轨间的动摩擦因数 。整个装置与导轨平面垂直（向上为正）的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，已知在 内，金属棒 保持静止，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力取 。
（1）求 内电阻 上产生的热量。
（2）求 时刻，金属棒 所受摩擦力的大小。
（3） 后，对金属棒 施加一沿斜面向上的拉力 ，使金属棒 沿斜面向上做加速度大小 的匀加速运动，请写出拉力 随时间 （从施加 时开始计时）变化的关系。
14. 如图所示， 、 为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距 ，导轨所在平面与水平面间夹角 ， 、 间连接一阻值 的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 。将一根质量 的金属棒 垂直于 、 方向置于导轨上，金属棒与导轨接触的两点间的电阻 ，导轨的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。重力加速度 取 ，已知 ，。求金属棒沿导轨：
（1）开始下滑时的加速度大小 。
（2）下滑过程中的最大速度大小 。
（3）以最大速度下滑时，电阻 的电功率大小 。
15. 用密度为 、电阻率为 粗细均匀的金属导线制成两个闭合正方形线框 和 。边长均为 。线框 、 的导线横截面积分别为 、 、 ，如图甲、乙所示。匀强磁场仅存在于相对磁极之间，磁感应强度大小为 ，其他地方的磁场忽略不计。金属线框 水平放在磁场上边界的狭缝间，线框平面与磁场方向平行，开始运动时可认为 的 边和 边都处在磁场中，线框 在线框 的正上方，与线框 相距为 ，两线框均从静止开始同时释放，其平面在下落过程中保持水平，设磁场区域在竖直方向足够长，不计空气阻力及两线框间的相互作用.
（1）求线框 刚进入磁场时产生的感应电流；
（2）在下落过程中，若线框 恰能追上线框 。追上时线框 下落高度为 ，追上线框 之前线框 一直做减速运动，求该过程中线框 产生的焦耳热.
五、实验题（共1小题；共4分）
16. 在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中。
（1）为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应选用多用电表的 挡（填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流计进行测试。由实验可知，当电流从正接线柱流入电流计时，指针向右摆动。
（2）如图甲所示，实验中该同学将条形磁铁从线圈上方向下插入线圈过程中（线圈绕向如图乙所示），电流计的指针向 （填“左”或“右”）偏转。
答案
第一部分
1. B
【解析】不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，所以B正确。
2. B
3. B
【解析】先对 和 线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线框中的磁场方向：
电流大小相等，线圈关于两导线对称，所以线圈中的磁通量为 ，电流增大时，根据楞次定律可知线圈中无感应电流，不受安培力，所以 和 线圈静止不动；
再对 和 线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线圈中的磁场方向：电流增大，根据楞次定律判断感应电流方向（如图所示），
靠近直流导线的线圈导体周围磁感应强度较大，因此受力起主要作用，根据左手定则判断安培力的方向（如图所示），
根据力的合成可知 、 线圈沿着对角线向外运动，故B正确，ACD错误。
4. D
5. A
6. C
第二部分
7. B， C
8. B， C
【解析】铜盘转动产生的感应电动势为：，故A错误；
回路中的电流 ，故B正确；
由右手定则可知，回路中电流方向不变，从 导线流进灯泡， 导线流进铜盘，故C正确；
由于 、 、 、 不变，则 不变，电流大小恒定不变，故D错误。
9. A， D
10. A， C
【解析】棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 流向 ，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加。所以适当增加电流强度，或增大磁场，故选项AC正确。
第三部分
11.
【解析】根据能量转化与守恒定律可知物体具有的动能全部转化为弹性势能和内能，即
所以
第四部分
12.
【解析】由法拉第电磁感应定律，则有：；
而闭合电路欧姆定律，则有：；
对于安培力 ；
当安培力等于最大静摩擦力时，开始滑动；
而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有：
；
解得：；
答：当时间 为 ，金属棒开始移动。
13. （1）
【解析】在 内，金属棒 上产生的感应电动势为：
其中 ；
由闭合电路欧姆定律有：
由于在 内回路中电流恒定，故热量
其中 ；
联立解得：。
（2） ，方向沿导轨向上。
【解析】若 内金属棒 保持静止，则在 内回路中的电流不变， 时，金属棒 所受安培力 ；
方向沿导轨向下
又导轨对金属棒 的最大静摩擦力 ；
由于 ，可知假设成立，金属棒仍保持静止
故所求摩擦力为 ；方向沿导轨向上。
（3）
【解析】 后金属棒 上产生的感应电动势为 ，其中
金属棒 所受安培力的大小为：
，其中
由牛顿第二定律有：
解得：。
14. （1）
【解析】金属棒沿导轨开始下滑时，根据牛顿第二定律有 ，
解得 。
（2）
【解析】当金属棒的加速度为 时，速度达到最大，此时有 ，
由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律有 ，
联立解得 。
（3）
【解析】电阻 的电功率 。
15. （1）
【解析】线框 进入磁场前由动能定理得：
刚进入磁场时切割磁感线，有：
由闭合电路欧姆定律可得：
由电阻定律可得：
由以上各式可得：
（2）
【解析】以线框 为研究对象，当线框在磁场中运动达到匀速时，设速度为
线框所受重力：
安培力：
切割电动势：
感应电流：
电阻：
匀速时受力平衡：
由以上各式可得：
由上式可知匀速运动速度与导线截面积无关，所以两线框匀速运动速度相同，均为 。
由此可知当线框 恰好追上 时，两者速度相等
可得线框 产生的焦耳热：
第五部分
16. （1） 欧姆
【解析】电压表和电流表内部不含电源，只有欧姆表内部有电源，所以应选多用电表的欧姆挡。
（2） 右
【解析】由图示导线绕法，根据楞次定律可以判断电流从电流表正极流入，所以指针向右偏转。
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一、单项选择题（共6小题；共24分）
1. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为
A. 增大涡流，提高变压器的效率
B. 减小涡流，提高变压器的效率
C. 增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
D. 减小铁芯中的电阻，以减小发热量
2. 关于楞次定律的理解，下列说法错误的是
A. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化
C. 感应电流的磁场延缓了引起感应电流的磁通量的变化
D. 感应电流的磁场与原来磁场的方向，可能相反也可能相同
3. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流 。在角平分线上，对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量，则
A. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向内运动
B. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向外运动
C. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向内运动
D. 、 线圈静止不动， 、 线圈沿着对角线向外运动
4. 如图所示，一根长直导线穿过通有恒定电流的金属环的中心，且垂直于金属环的平面。导线和环中的电流方向如图所示。那么金属环受到的磁场力
A. 沿环半径向外 B. 沿环半径向里 C. 沿直导线向右 D. 为零
5. 如图所示，矩形线圈从有界匀强磁场中匀速拉出，一次速度为 ，另一次速度为 ，那么在这两个过程中
A. 线圈中感应电流之比为
B. 线圈中产生的热量之比为
C. 沿运动方向加在线圈上的外力之比为
D. 沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为
6. 年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。 年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值 的整数倍，于是称这一数值 为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为 ，当质量为 的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一距离所用时间为 ；当两板间加电压 （上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间 内运动的距离与在时间 内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为 ，下列说法正确的是
A. 根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电
B. 密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是
C. 根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量
D. 根据两板间加电压 （上极板的电势高）时观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量
二、双项选择题（共4小题；共16分）
7. 如图所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是
A. 垂直于纸面平动 B. 以一条边为轴转动
C. 线圈形状逐渐变为圆形 D. 沿与磁场垂直的方向平动
8. 法拉第发明了世界上第一台发电机 法拉第圆盘发电机。铜质圆盘放置在匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线 、 将电刷与电灯连接起来形成回路，如图所示从上往下看逆时针匀速转动铜盘，若图中铜盘半径为 ，匀强磁场的磁感应强度为 ，回路总电阻为 ，转动的角速度为 ，则下列说法正确的是
A. 回路中的电动势等于
B. 回路中的电流等于
C. 回路中电流方向从 导线流进灯泡， 导线流进铜盘
D. 回路中产生的是大小和方向周期性变化的电流
9. 如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频交 接变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是 .
A. 交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
B. 交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C. 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
D. 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
10. 如图，一根有质量的金属棒 ，两端用细软导线连接后悬于 、 两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 流向 ，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以
A. 适当增大磁感应强度 B. 使磁场反向
C. 适当增大电流 D. 使电流反向
三、填空题（共1小题；共2分）
11. 如图所示，质量为 的物体以初速度 沿水平面向左运动，起始点 与轻弹簧 端的距离为 ，物体与水平面间的动摩擦因数为 ，物体与弹簧相撞后，弹簧的最大压缩量为 ，则弹簧被压缩最短时，弹簧具有的弹簧势能为 。
四、解答题（共4小题；共52分）
12. 如图所示， 形导线框固定在水平面上，右端放有质量为 的金属棒 ， 与导轨间的动摩擦因数为 ，它们围成的矩形边长分别为 、 ，回路的总电阻为 。从 时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场 ，（）那么在 为多大时，金属棒开始移动
13. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 ，导轨平面与水平面的夹角 ，下端连接阻值 的电阻；质量为 、阻值 的匀质金属棒 放在两导轨上，距离导轨最下端为 ，棒与导轨垂直并保持良好接触，与导轨间的动摩擦因数 。整个装置与导轨平面垂直（向上为正）的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，已知在 内，金属棒 保持静止，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力取 。
（1）求 内电阻 上产生的热量。
（2）求 时刻，金属棒 所受摩擦力的大小。
（3） 后，对金属棒 施加一沿斜面向上的拉力 ，使金属棒 沿斜面向上做加速度大小 的匀加速运动，请写出拉力 随时间 （从施加 时开始计时）变化的关系。
14. 如图所示， 、 为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距 ，导轨所在平面与水平面间夹角 ， 、 间连接一阻值 的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 。将一根质量 的金属棒 垂直于 、 方向置于导轨上，金属棒与导轨接触的两点间的电阻 ，导轨的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。重力加速度 取 ，已知 ，。求金属棒沿导轨：
（1）开始下滑时的加速度大小 。
（2）下滑过程中的最大速度大小 。
（3）以最大速度下滑时，电阻 的电功率大小 。
15. 用密度为 、电阻率为 粗细均匀的金属导线制成两个闭合正方形线框 和 。边长均为 。线框 、 的导线横截面积分别为 、 、 ，如图甲、乙所示。匀强磁场仅存在于相对磁极之间，磁感应强度大小为 ，其他地方的磁场忽略不计。金属线框 水平放在磁场上边界的狭缝间，线框平面与磁场方向平行，开始运动时可认为 的 边和 边都处在磁场中，线框 在线框 的正上方，与线框 相距为 ，两线框均从静止开始同时释放，其平面在下落过程中保持水平，设磁场区域在竖直方向足够长，不计空气阻力及两线框间的相互作用.
（1）求线框 刚进入磁场时产生的感应电流；
（2）在下落过程中，若线框 恰能追上线框 。追上时线框 下落高度为 ，追上线框 之前线框 一直做减速运动，求该过程中线框 产生的焦耳热.
五、实验题（共1小题；共4分）
16. 在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中。
（1）为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应选用多用电表的 挡（填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流计进行测试。由实验可知，当电流从正接线柱流入电流计时，指针向右摆动。
（2）如图甲所示，实验中该同学将条形磁铁从线圈上方向下插入线圈过程中（线圈绕向如图乙所示），电流计的指针向 （填“左”或“右”）偏转。
答案
第一部分
1. B
【解析】不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，所以B正确。
2. B
3. B
【解析】先对 和 线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线框中的磁场方向：
电流大小相等，线圈关于两导线对称，所以线圈中的磁通量为 ，电流增大时，根据楞次定律可知线圈中无感应电流，不受安培力，所以 和 线圈静止不动；
再对 和 线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线圈中的磁场方向：电流增大，根据楞次定律判断感应电流方向（如图所示），
靠近直流导线的线圈导体周围磁感应强度较大，因此受力起主要作用，根据左手定则判断安培力的方向（如图所示），
根据力的合成可知 、 线圈沿着对角线向外运动，故B正确，ACD错误。
4. D
5. A
6. C
第二部分
7. B， C
8. B， C
【解析】铜盘转动产生的感应电动势为：，故A错误；
回路中的电流 ，故B正确；
由右手定则可知，回路中电流方向不变，从 导线流进灯泡， 导线流进铜盘，故C正确；
由于 、 、 、 不变，则 不变，电流大小恒定不变，故D错误。
9. A， D
10. A， C
【解析】棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 流向 ，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加。所以适当增加电流强度，或增大磁场，故选项AC正确。
第三部分
11.
【解析】根据能量转化与守恒定律可知物体具有的动能全部转化为弹性势能和内能，即
所以
第四部分
12.
【解析】由法拉第电磁感应定律，则有：；
而闭合电路欧姆定律，则有：；
对于安培力 ；
当安培力等于最大静摩擦力时，开始滑动；
而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有：
；
解得：；
答：当时间 为 ，金属棒开始移动。
13. （1）
【解析】在 内，金属棒 上产生的感应电动势为：
其中 ；
由闭合电路欧姆定律有：
由于在 内回路中电流恒定，故热量
其中 ；
联立解得：。
（2） ，方向沿导轨向上。
【解析】若 内金属棒 保持静止，则在 内回路中的电流不变， 时，金属棒 所受安培力 ；
方向沿导轨向下
又导轨对金属棒 的最大静摩擦力 ；
由于 ，可知假设成立，金属棒仍保持静止
故所求摩擦力为 ；方向沿导轨向上。
（3）
【解析】 后金属棒 上产生的感应电动势为 ，其中
金属棒 所受安培力的大小为：
，其中
由牛顿第二定律有：
解得：。
14. （1）
【解析】金属棒沿导轨开始下滑时，根据牛顿第二定律有 ，
解得 。
（2）
【解析】当金属棒的加速度为 时，速度达到最大，此时有 ，
由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律有 ，
联立解得 。
（3）
【解析】电阻 的电功率 。
15. （1）
【解析】线框 进入磁场前由动能定理得：
刚进入磁场时切割磁感线，有：
由闭合电路欧姆定律可得：
由电阻定律可得：
由以上各式可得：
（2）
【解析】以线框 为研究对象，当线框在磁场中运动达到匀速时，设速度为
线框所受重力：
安培力：
切割电动势：
感应电流：
电阻：
匀速时受力平衡：
由以上各式可得：
由上式可知匀速运动速度与导线截面积无关，所以两线框匀速运动速度相同，均为 。
由此可知当线框 恰好追上 时，两者速度相等
可得线框 产生的焦耳热：
第五部分
16. （1） 欧姆
【解析】电压表和电流表内部不含电源，只有欧姆表内部有电源，所以应选多用电表的欧姆挡。
（2） 右
【解析】由图示导线绕法，根据楞次定律可以判断电流从电流表正极流入，所以指针向右偏转。
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