鲁科版选择性必修二 第二章 电磁感应及其应用提升练（有解析）

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鲁科版选择性必修二 第二章 电磁感应及其应用提升练
一、单项选择题
1.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片电路组成。当饭卡处于感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为，共匝，回路总电阻为。某次刷卡时，线圈平面与磁场方向垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度由增大到，此过程中( )
A. 线圈中的电流方向沿顺时针方向 B. 通过线圈平面的磁通量变化量为
C. 线圈的平均感应电动势为 D. 通过导线某横截面的电荷量为
2.如图所示，一电阻为的导线弯成边长为的等边三角形闭合回路。虚线右侧有磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线以速度向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是( )
A. 回路中感应电流方向为顺时针方向 B. 回路中感应电动势的最大值为
C. 导线电流先变小后变大 D. 通过导线横截面的电荷量为
3.如图所示，从上往下看固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，长度为、电阻为的直导体棒置于圆环上面，直导体棒端和圆环点分别与如图所示的外电路相连，其中电阻，，平行板电容器电容为。已知重力加速度为，不计其他电阻和摩擦。则导体棒在外力作用下绕点以角速度顺时针匀速转动过程中，下列说法正确的是( )
A. 板带正电 B. 导体棒产生的电动势为
C. 电容器所带电荷量为 D. 电阻上消耗的电功率为
4.如图所示，一正方形闭合导线框，边长为，各边电阻均为，边位于轴上，在轴原点有宽、磁感应强度大小为且方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。在线框以的恒定速度沿轴正方向穿越磁场区域的过程中，边两端电势差随位置变化的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
5.年月日，法拉第展示人类历史上第一台发电机圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片、分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向下的匀强磁场中，圆盘以角速度顺时针旋转从上往下看，则( )
A. 圆盘转动过程中电流沿到的方向流过电阻
B. 圆盘转动过程中点电势比点电势高
C. 圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径成正比
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的倍，则转动一周，上产生的焦耳热也变为原来的倍
6.如图所示，一宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度匀速通过磁场区域。在运动过程中，导线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，下列表示其感应电流随时间变化规律的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，等腰直角三角形金属线框放在光滑绝缘水平桌面上，直角边长为，线框的总电阻为，质量为，有界匀强磁场垂直于水平桌面向下，磁感应强度大小为，磁场边界、间距大于L.开始时边与磁场边界平行．给金属线框一个方向垂直向右、大小为的初速度，线框穿过磁场后的速度大小为 ，则下列分析中正确的是( )
A. 线框进入磁场过程中产生顺时针方向的感应电流
B. 线框刚进入磁场时产生的感应电流为
C. 线框进入磁场和穿出磁场过程均做匀减速运动
D. 线框穿过磁场过程产生的热量为
8.如图所示，区域中存在一个垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为，边距地面高度正方形绝缘线圈竖直放置，质量为，边长为，总电阻为，边与地面动摩擦因数为，在水平力的作用下向右做直线运动通过磁场区域，下列说法正确的是( )
A. 线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿
B. 线圈边完全处于磁场中运动时，两点间电势差为
C. 线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为
D. 线圈进入磁场过程中若，则线圈将以速度做匀速直线运动
9.如图所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨、，、两点间连接一个阻值的电阻，一根质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场，磁场宽度。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开始计时，其运动的图像如图所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。则金属棒( )
A. 刚进入磁场时，点电势高于点
B. 刚进入磁场时，通过电阻的电流大小为
C. 通过磁场过程中，电阻产生的焦耳热为
D. 通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为
10.如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨间的距离为，导轨上平行放置两根导体棒和，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为、电阻均为，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻棒静止，给棒一个向右的初速度。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是( )
A. 棒开始运动时，棒中电流方向为，大小为
B. 当棒速度减为时，棒的加速度大小为
C. 从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为
D. 棒的最终速度为
11.如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为，磁感应强度为。质量为的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和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。金属杆( )
A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B. 穿过磁场Ⅰ的时间可能等于在两磁场之间的运动时间
C. 穿过两磁场产生的总热量为
D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度一定大于
12.用一段横截面半径为、电阻率为、密度为的均匀导体材料做成一个半径为的圆环，圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为，忽略电感的影响，下列说法正确的是( )
A. 下落过程圆环中磁通量不变
B. 此时圆环受到竖直向下的安培力作用
C. 此时圆环的加速度大小为
D. 如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度为
13.如图，电阻不计的平行金属导轨与水平面成角，导轨与定值电阻和相连，匀强磁场垂直穿过整个导轨平面．有一导体棒，质量为，其电阻与定值电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为若使导体棒沿导轨向上滑动，当上滑的速度为时，受到的安培力大小为，此时( )
A. 导体棒的电流方向是从到
B. 整个装置因摩擦而产生的热功率为
C. 电阻的热功率为
D. 电阻的热功率为
14.如图所示，两光滑足够长平行金属导轨间距为，直导体棒垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为。电容器开始不带电的电容为，除电阻外，导轨和导体棒的电阻均不计。现给导体棒一初速度，使导体棒向右运动，当电路稳定后，电容器储存的电量为，则( )
A. 导体棒向右做加速度增大的减速运动
B. 该过程中电阻上产生的热量为
C. 电路稳定后，导体棒的速度为
D. 电路稳定后，电阻两端电压为
15.如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线、、、，在、之间，、之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放边与重合，线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向重力加速度取。则下列说法中不正确的是( )
A. 在时间内，通过线圈的电荷量为
B. 线圈匀速运动的速度大小为
C. 线圈的长度为
D. 时间内，线圈产生的热量为
二、多项选择题
16.关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 图甲，将开关断开时，灯泡一定闪亮一下后再熄灭
B. 图乙，断开开关后，弹簧不会立刻将衔铁拉起而断电
C. 图丙，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流发热加热金属使金属熔化
D. 图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大
17.如图所示，平面内有一外、内直径分别为和的环形区域，以直径为分界，左、右半环形区域内分别有垂直平面向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小均为。直径为、电阻不计的两个半圆形金属框，置于环形区域的外圆处，并在、两处分别用长度可忽略的绝缘材料连接金属框的、两点间连有一阻值为的电阻，一长度为、电阻为的导体棒过圆心放置于金属框上，并绕过点的转轴以角速度顺时针匀速转动，转动过程其两端与金属框接触良好当导体棒转至图中位置时，下列说法正确的是( )
A. 电阻中电流方向由到
B. 流过的电流大小为
C. 、两点间的电势差为
D. 导体棒段所受安培力大小为
18.如图所示，间距为的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。长度均为的金属杆、垂直导轨放置，初始时两金属杆相距为，金属杆沿导轨向右运动的速度大小为，金属杆速度为零且受到平行导轨向右、大小为的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆、的整个运动过程中始终不相碰，两金属杆间的最小距离为，重力加速度大小为，两金属杆的质量均为，电阻均为，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，下列说法正确的是( )
A. 金属杆运动过程中的最大加速度为
B. 从金属杆开始运动到两金属杆间距离最小的时间为
C. 金属杆运动过程中的最小速度为
D. 金属杆的最终速度为
19.如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，与水平面成，导轨两端均连接电阻，阻值，导轨间距。在矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻，在导轨上方与距离处，有一根阻值，的金属棒在导轨上由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，流过的电流大小始终不变，，导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直，下列说法正确的是( )
A. 流过的电流方向在前后不变
B. 磁感应强度的最大值
C. 磁场上下边界、的距离为
D. 通过的电荷量为
三、计算题
20.如图所示，两条足够长的平行金属导轨和固定在水平面上，阻值为的定值电阻与导轨的、端相连，和导轨垂直，平行导轨的间距为，导轨电阻不计。穿过导轨平面的匀强磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为。质量为、长度为、阻值为的金属杆垂直于导轨放置并且和导轨接触良好，金属杆与导轨间的动摩擦因数为。现在金属杆的中点处系一根不可伸长的轻绳，轻绳跨过定滑轮与一质量为的物块相连接，滑轮左侧轻绳伸直并与导轨平面保持平行。刚开始物块与地面相距为，然后将金属杆由静止释放，当物块下落高度时，金属杆已经达到最大速度，之后金属杆继续向右滑行距离停下，重力加速度为。求：
金属杆运动过程的最大加速度及最大速度；
整个过程中定值电阻上产生的焦耳热；
金属杆运动的总时间。
21.如图所示，光滑且足够长的金属导轨、平行地固定在同一水平面上，两导轨间距，两导轨的左端之间连接的电阻，导轨上停放一质量的金属杆，位于两导轨之间的金属杆的电阻，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一水平外力水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数随时间变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经时，
通过金属杆的感应电流的大小和方向；
金属杆的速率为；
外力的瞬时功率。
22.如图所示，竖直面内两条长直金属导轨成楔形分布，所夹角度为，上端相连于点，导轨电阻不计，处于方向垂直于导航平面、磁感应强度为的匀强磁场中。一质量为的导体棒受到向上的拉力，以速度匀速向下运动。导体棒单位长度的电阻为，重力加速度为，不计一切阻力。当导体棒从点开始向下运动距离为时，求
导体棒产生的感应电动势；
通过导体棒的电流和通过的电荷量；
拉力的功率。
23.两根光滑且足够长的固定平行金属导轨、水平放置，导轨的间距为，两根导体棒和垂直导轨放置且与导轨接触良好，如图所示。导体棒的质量均为、电阻均为，其余电阻不计，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直于导轨平面。开始时，棒静止，给棒一水平向右的初速度，设两导体棒在此后的运动过程中始终不接触，求：
开始瞬间棒的加速度多大
两导体棒在运动中最终产生的焦耳热是多少
在两棒整个的运动过程中，流过导体棒的电量是多少
24.如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，在处用一小段绝缘材料平滑连接，将金属导轨绝缘隔开，宽导轨左端通过导线相连，窄导轨右端延伸至桌面外，宽窄导轨间距分别为和。在虚线左侧导轨间有一面积圆形区域充满竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小与时间的关系为，其中右侧整个空间内，充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。长为、质量为的导体棒乙静置于窄导轨上长为、质量也为的导体棒甲，从右侧由静止释放，甲运动至处之前已匀速。甲通过处之后，乙开始运动，乙离开导轨时甲还在宽导轨上运动。已知，，甲的电阻，其余电阻不计，桌面到水平地面的高度，重力加速度取，两导体棒在导轨上运动始终与导轨垂直且接触良好。求：
甲刚释放时通过甲的电流大小
乙在窄导轨上运动到稳定状态时，甲、乙的速度大小
若仅将桌面以外的窄导轨均切割掉，甲经过处之后产生的焦耳热为，求甲从滑出导轨至落到水平地面上的水平位移大小。
25.十九世纪中叶，科学家对物理学电学量的研究有广泛兴趣。图甲改编自当年与设计的实验装置。其中恒流源提供大小为的电流，方向如图箭头所示。图甲中为可变电阻，为阻值的定值电阻，、为单刀双掷开关。两个相同的线圈、，匝数均为匝，半径均为。其中心处各有一电阻不计且上端带电刷的中心镂空导体圆盘，两者相距，圆盘大圆半径，小圆半径，如图乙所示。圆盘套在一根薄壁轻质中空的金属转轴上并和它固定，转轴薄壁厚度，电阻率。一足够长且不计粗细的轻绳一端缠绕在转轴上，另一端连接一质量的重物。已知一匝电流为的线圈在中心处产生的磁感应强度大小为其中为真空磁导率，为线圈半径，圆盘处可看作匀强磁场。实验开始时装置开关与分别置于、。由静止释放重物，从左往右看转轴为顺时针转动。假设装置中、线圈产生的磁场互不干扰，不计一切阻力，计算时将。
比较点和点的电势高低；
计算重物最终运动状态时圆盘的角速度的大小；
重新开始实验时，将与分别置于、，发现当物块速度时灵敏电流计表的示数为。求此时可变电阻大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A、此过程穿过线圈的磁通量增加，但磁场方向未知，结合楞次定律和安培定则知，感应电流方向无法判断，故A错误；
、此过程通过线圈平面的磁通量变化量，由法拉第电磁感应定律知，线圈的平均感应电动势 ，平均感应电流，通过导线某横截面的电荷量，故BC错误，D正确。
2.【答案】
【解析】A、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的碰通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，故 A正确；
B、当三角形闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为，这时感应电动势最大
，故B错误；
C、线框进入磁场的有效长度先变大后减小，即感应电动势先变大后变小，则电流先变大后减小，故C错误
D、流过回路的电量为，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.根据右手定则可知，等效电源的端为正极，则板带正电，板带负电，故A错误；
B.导体棒垂直磁场转动切割磁感线，则产生的感应电动势为，故B错误；
C.回路的感应电流，电容器两端电压，根据电容的定义式有，解得，故C正确；
D.电阻上消耗的电功率为，结合上述解得，故D错误。
4.【答案】
【解析】边进入磁场切割磁感线过程中，在范围：由楞次定律判断得知，线框中感应电流沿逆时针方向，边相当于电源，点的电势高于点的电势，，感应电动势为，是外电压，则有；
线框完全在磁场中运动过程，在范围：磁通量不变，没有感应电流产生，边两端电势差等于感应电动势，为；
边切割磁感线过程，在范围：由楞次定律判断得知，线框感应电流沿顺时针方向，边相当于电源，点的电势高于点的电势，，感应电动势为，则，故B正确，ACD错误。
5.【答案】
【解析】解：圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，若从上向下看圆盘顺时针转动，根据右手定则可知圆盘中心电势比边缘要低，即相当于电源的正极，点电势比点电势高，电流沿到的方向流过电阻，故A、B错误；
C.根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势
则感应电动势大小与圆盘半径的平方成正比，故C错误；
D.电流在上的焦耳热
可见电流在上的焦耳热与角速度成正比，若圆盘转动的角速度变为原来的倍，则电流在上的焦耳热变为原来的倍，故D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】线框进入磁场过程所用时间，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，感应电流大小不变；线框完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，经历时间；线框穿出磁场过程：时间，感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小不变，且。故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：、线框进入磁场过程中，磁通量增加，根据楞次定律知线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
B、线框刚进入磁场时产生的感应电动势为，产生的感应电流为，故B正确；
C、线框进入磁场和穿出磁场过程均做减速运动，随着速度的减小，产生的感应电流减小，受到的安培力减小，加速度减小，做变减速运动，故C错误；
D、线框穿过磁场过程中，产生的焦耳热为，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：、根据右手定则可得，线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿，A错误；
B、线圈边完全处于磁场中运动时，两点间电势差为，B错误；
C、根据可得，线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为，C正确；
D、圈进入磁场过程中 受向下的安培力，则线圈所受的向左的摩擦力大于 ， 受到的向左的安培力大小为 ，因此，线圈进入磁场过程中若所受摩擦力和安培力的合力大于拉力 ，线圈将减速进入磁场，故D错误。
9.【答案】
【解析】A、金属棒刚进入磁场时，由右手定则判断可知，金属棒中感应电流方向由到，端相当于电源的正极，电势较高，故A错误；
B、金属棒刚进入磁场时，速度为，产生的感应电动势为：
，感应电流大小为：，故B错误；
C、通过磁场过程中，金属棒的极限速度为匀速直线运动的速度，设为，由平衡条件得，解得，由动能定理得，解得，电阻产生的焦耳热，故C正确；
D、通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为，又，，可得，故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】A.根据右手定则，棒电流方向由到，棒电流由，电流大小，故A错误；
B.两棒组成的系统动量守恒，，回路电流，棒的安培力，棒的加速度大小，故B正确；
稳定时两棒共速，，，电路中产生的电能为，故CD错误。
11.【答案】
【解析】A.金属杆在无场区做匀加速运动，而金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆刚进入磁场Ⅰ时做减速运动，加速度方向竖直向上，故A错误；
B.金属杆在磁场Ⅰ运动时，随着速度减小，产生的感应电流减小，受到的安培力减小，合力减小，加速度减小，所以金属杆做加速度逐渐减小的变减速运动，在两个磁场之间做匀加速运动，由题知，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆在磁场Ⅰ中运动时平均速度小于在两磁场之间运动的平均速度，两个过程位移相等，所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，故B错误；
C.金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程，由能量守恒定律得：，金属杆通过磁场Ⅱ时产生的热量与通过磁场Ⅰ时产生的热量相同，所以总热量为，故C错误；
D.设金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度为时进入磁场Ⅰ时刚好匀速运动，则有，又，联立解得；由于金属杆进入磁场Ⅰ时做减速运动，所以一定大于，故D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】A.圆环垂直向下切割磁感线，产生了感应电流，磁通量一定产生了变化，如果磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B.根据楞次定律，总是阻碍相对运动的特点，可知圆环受到竖直向上的安培力作用，故B错误；
C.圆环此时产生的感应电动势为，圆环的电阻为，则感应电流，圆环受到的安培力为，
导体棒的质量，其中，，
由牛顿第二定律，联立得，故C错误；
D.当时，导体棒速度最大，则有，解得，故D正确。
13.【答案】
【解析】解：、根据右手定则可知，导体棒的电流方向是从到，故A错误；
B、整个装置因摩擦而消耗的热功率为：，故B正确；
、设长度为，磁感应强度为，电阻电路中感应电动势，中感应电流为：
，
所受安培力为：，
电阻消耗的热功率为：，
由得，，电阻和阻值相等，它们消耗的电功率相等，则，则电阻的热功率为，故CD错误。
14.【答案】
【解析】A、当导体棒以向右运动，切割磁感线，根据右手定则判断电流方向由到，根据左手定则可判断安培力方向向左，根据牛顿第二定律可知，导体棒切割的速度在减小，导体棒做加速度减小的减速运动，故 A错误；
C、当电路稳定后，导体棒产生的感应电动势恒定，电容器储存的电量为，则，此时导体棒的速度，故C正确；
D、电路稳定后，电容器既不充电也不放电，电路中没有电流，电阻两端电压为零，故D错误
B、电路稳定后，导体棒的速度为没有减小到，所以电阻上产生的热量小于，故B错误。
15.【答案】
【解析】．这段时间内线圈做匀速直线运动，线圈所受的安培力和重力平衡，故有：，而，联立两式解得线圈匀速运动的速度大小：，且在的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知边刚进上边的磁场时，边也刚进下边的磁场．设磁场的宽度为，则线圈的长度：，线圈下降的位移为：，将该过程看做反向匀减速，则有：，将，，代入解得：，所以线圈的长度为，在时间内，边从运动到，通过线圈的电荷量为：，故AB正确，C错误；
D、时间内，根据能量守恒得：，故D正确。
故选C。
16.【答案】
【解析】A.线圈的直流电阻和灯泡电阻满足时，开关断开时，灯泡闪亮一下后再熄灭，故A错误
B.将断开，导致穿过线圈的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，产生有延时释放的作用，故 B正确
C.真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是炉体产生涡流，故 C错误
D.电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，进而产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，故 D正确
故选BD。
17.【答案】
【解析】A.根据右手定则，金属棒转动切割点电势高，电阻中电流方向由到，A正确；
B.导体棒电动势 ，流过的电流大小为，B正确；
C.、两点间的电势差为，C错误；
D.导体棒段所受安培力大小为，D正确。
正确答案ABD
18.【答案】
【解析】A.杆向右有初速度，动生切割磁感线，产生顺时针的电流，则金属杆受到水平向右的安培力和以及向左的摩擦力，所以金属杆运动过程中的最大加速度在刚开始运动时，根据牛顿第二定律有：，，解得，A正确；
开始运动后杆受到水平向左的安培力和水平向左的摩擦力，所以杆做减速运动，杆向右做加速运动，杆的速度比杆的速度大，所以两个杆之间的距离一直在缩短，直到两者速度相等时距离最短，又因为对整个系统来说，有向右的力，向左的两个金属杆的摩擦力，且，则对于系统来说，水平方向动量守恒，则根据动量守恒可知：，所以当两者距离最近时两个杆的速度均为，对于杆来说，仍向右运动，受到向左的摩擦力，则杆继续减速，所以金属杆运动过程中的最小速度不为，对杆，根据动量定理可知：，又有，联立解得，故BC错误。
D.当金属杆受力平衡时，即达到最终速度，设此时杆的速度为，杆的速度为，则有，且整个过程动量守恒，有，联立解得，D正确。
故选AD。
19.【答案】
【解析】A.根据楞次定律，内，磁感应强度增大，磁通量增大，感应电流产生的磁场方向垂直斜面向下右手定则判断：内，通过的电流方向由到金属棒进入磁场切割磁感线时，通过的电流方向由到，电流方向不变，A正确
B.金属棒下滑到时的速度，根据运动学公式，可得，根据匀变速直线运动的位移公式变形可得，将，代入，得到，所以金属棒下滑到时的时间是，磁感应强度刚好达到最大值，金属棒匀速通过磁场区域，所以受力平衡，电路总电阻，，，所以，代入，，，，，，解得，B错误
C.因为从静止释放到恰好通过磁场区域过程中，流过的电流大小始终不变，由分析知内感应电动势恰等于金属棒切割磁感线产生的电动势，内，金属棒切割磁感线，则，已知，解得，C错误
D.由可得，代入数据：，通过的电流是总电流的一半，所以，流过的电流在前后不变，从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，用时，综上，通过的电荷量，D正确故选AD
20.【解析】设在物块下落的过程中，某时刻金属杆的速度大小为．
金属杆切割磁感线产生的磁感电动势为：
根据闭合电路欧姆定律可得回路中电流为：
金属杆受到的水平向左的安培力大小为：
联立解得：
对金属杆与物块组成的整体，由牛顿第二定律得：
已知：，
联立解得：
可见此过程随着速度的增大，加速度减小，当加速度等于零时，速度达到最大，之后做匀速直线运动，直到物块达到地面。
可见此过程，金属杆静止释放时，加速度最大为；
当时，速度最大，则有：，解得最大速度：
当物块落地后，金属杆继续向右运动，轻绳松弛，设此过程中，某时刻金属杆的速度大小为．
金属杆受到的水平向左的安培力为：
对金属杆，由牛顿第二定律得：
联立解得：，方向水平向左。
物块落地后，金属杆做加速度减小的减速运动，此过程在物块接触地面后瞬间即，金属杆加速度最大设为，则有：
因，故金属杆运动过程的最大加速度为，最大速度为。
设金属杆加速过程中，回路产生的总焦耳热为，减速过程中回路产生的总焦耳热为，则由能量守恒定律有
解得
加速过程，对系统应用动量定理得
其中
减速过程，对金属杆应用动量定理得
其中
则总时间
21.【解析】由图象可知，时，．
此时电路中的电流即通过金属杆的电流
用右手定则判断出，此时电流的方向由指向．
金属杆产生的感应电动势
因，所以时金属杆的速率
金属杆速度为时，电压表的示数应为 ．
由图象可知，与成正比，由于、、及均与不变量，所以与成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动．
金属杆运动的加速度．
根据牛顿第二定律，在末时对金属杆有：，
解得．
此时的瞬时功率．
答：通过金属杆的感应电流的大小为，方向由指向
金属杆的速度大小为
外力的瞬时功率为．
22.【解析】当导体棒从点开始向下运动距离为时，有效切割长度为：
根据感应电动势公式得：；
当导体棒从点开始向下运动距离为时，回路中的电阻为：
根据闭合电路欧姆定律得：
解得：，说明电流强度为定值。
根据可得电荷量：；
由平衡条件可知，，再，
解得：
答：导体棒产生的感应电动势为；
通过导体棒的电流为，通过的电荷量为；
拉力的功率为。
23.【解析】依题意，开始瞬间电路的电动势为
由闭合电路欧姆定律，
安培力，
联立得：；
两棒在运动过程中系统的动量守恒，最终两棒共速，得
由能量守恒，得，
得：；
在棒加速过程中，由动量定理，，而
得：
24.【解析】设甲刚放上导轨时感应电动势为，感应电流为
由得
甲刚向右运动过程中，与左侧导线构成回路，当感生电动势等于动生电动势时，甲达到稳定速度
甲经过绝缘材料后，与乙构成新的回路，设达到新的稳定状态时甲的速度为，对甲由动量定理得
达到新的稳定状态时，乙的速度为，对乙由动量定理得
导体棒甲、乙稳定后产生的电动势大小相等
由
得
由可知，根据能量守恒定律，在乙加速过程中甲产生的焦耳热为
由得
即乙离开轨道时，甲、乙的运动还没有达到稳定状态，根据动量定理有
对甲
对乙
根据能量守恒定律
由得
，
或，舍
甲离开轨道后做平抛运动竖直方向
水平方向
水平方向
由得

25.【解析】由安培定则可得线圈在中心处产生的匀强磁场方向为水平向左，用右手定则可判断圆盘切割磁场产生的感应电流方向为从经定值电阻流向，所以点电势高。
中心处磁场
薄壁金属转轴的电阻为：
设圆盘转动角速度为，圆盘切割磁场产生的总电动势为：
由能量守恒：
可得：
另一种解法：根据力矩平衡
可得：
设可变电阻阻值为，此时：
因此：
可得：
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