鲁科版选择性必修二第二章第二节法拉第电磁感应定律 提升练（有解析）

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鲁科版选择性必修二第二章第二节法拉第电磁感应定律 提升练
一、单项选择题
1.如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，金属杆在外力作用下在粗糙形导轨上以速度向右匀速滑动，两导轨间距离，电阻，金属杆的电阻，导轨电阻忽略不计，则下列说法错误的是( )
A. 通过的感应电流的方向为由到
B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势的大小为
C. 金属杆受到的安培力大小为
D. 外力做功的数值等于电路产生的焦耳热
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，虚线左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，单匝正方形金属线框的边刚好与虚线重合。情景：保持磁场的磁感应强度大小为不变，让线框以为轴、以角速度转动；情景：保持线框在图示位置不动，让磁感应强度大小随时间均匀增大，线框内产生的感应电流与情景中线框内电流的有效值大小相等，则情景中磁场的磁感应强度大小在时间内的变化量为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，闭合矩形线圈以速度从无磁场区域垂直磁场匀速穿过匀强磁场区域。以顺时针方向为电流的正方向，能正确反映两点间的电势差、线圈中电流随时间变化关系的图像是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为，其左端接阻值为的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，一质量为的导体棒垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒一水平向右的初速度，经过时间，导体棒向右运动的距离为，速度变为。不计金属导轨和导体棒的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间内通过电阻的焦耳热，具体过程如下：( )
甲同学： 在这段时间内，导体棒切割磁感线的感应电动势 所以 乙同学： 在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻的焦耳热，则有
A. 两位同学的解法都正确 B. 两位同学的解法都错误
C. 甲同学的解法正确，乙同学的解法错误 D. 甲同学的解法错误，乙同学的解法正确
6.如图所示，用两个光滑正对的金属圆环、一根金属棒和三根绝缘棒连接成一个“鼠笼”，两环直径均为，圆心间的距离为，四根棒均匀分布在圆周上且与平行，阻值为的电阻通过导线和电刷与两圆环连接。匀强磁场的磁感应强度大小为，方向平行于金属导轨圆面竖直向下，图中未全部画出。金属棒电阻为，其余电阻均不计，电压表为理想电压表。现使“鼠笼”绕水平轴以角速度匀速转动，则( )
A. 金属棒中的电流大小始终不变
B. 电压表的示数为
C. 金属棒两端的最大电压为
D. 金属棒运动一周，电阻上产生的焦耳热为
7.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
8.如图，水平放置的粗糙导轨宽为，和区域内有磁感应强度大小均为、方向均垂直于纸面向里的匀强磁场，、、、均与导轨垂直，。一质量为的导体棒在恒定拉力的作用下从左侧某处由静止开始运动，通过、时的速度大小相等。已知导体棒的电阻为，与导轨接触良好且摩擦力大小恒为，不计其他电阻，则( )
A. 导体棒通过磁场区域的过程中可能做加速直线运动
B. 导体棒通过磁场区域的过程中，通过导体棒某一横截面的电荷量为
C. 导体棒通过磁场区域的时间小于通过无磁场区域的时间
D. 导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为
9.如图为带灯的自行车后轮的示意图，金属轮框与轮轴之间均匀地连接四根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为的小灯泡，车轮半径为，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直纸面车轮平面向外。若自行车后轮顺时针转动的角速度恒为，不计其它电阻，则( )
A. 通过每个小灯泡的电流始终相等
B. 当金属条在磁场中运动时，金属条中端电势高
C. 当金属条在磁场中运动时，电路的总电阻为
D. 当金属条在磁场中运动时，金属条受到的安培力为
10.如图所示，和是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关断开，让杆由静止开始自由下落，过段时间后，再将闭合。若从闭合开始计时，金属杆运动的图像不可能为( )
A. B.
C. D.
11.如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中有两半径为的金属圆环竖直放置且相互平行，金属环的间距为，一根长为，电阻为的金属棒在圆环内侧以角速度匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻，其余电阻不计，电压表为交流电压表，则( )
A. 金属棒从图示位置转过的过程中，流过电阻的电流先从流向，后从流向
B. 电压表的示数为
C. 电阻的功率为
D. 金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为
12.竖直平行导轨上端接有电阻，金属杆质量为，电阻也为，跨在平行导轨间的长度为，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计导轨电阻，不计摩擦，且与导轨接触良好，如图所示。若杆在竖直方向上的外力作用下加速上升，则下列说法正确的是( )
A. 金属杆克服安培力所做的功等于电阻上产生的焦耳热
B. 拉力与金属杆克服安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量
C. 拉力与重力做功的代数和等于金属杆上产生的焦耳热
D. 拉力与安培力的合力所做的功大于
13.如图所示是用导线围成半径为的半圆弧，阻值为的定值电阻用导线连接在圆心和半圆弧的左端，长度为的导体棒一端用铰链固定在圆心点，另一端搁置在半圆弧上，整个装置处在垂直纸面向里的磁场中。第一次导体棒固定不动，磁感应强度大小随时间均匀变化；第二次保持磁感应强度大小不变，导体棒绕点以恒定的角速度逆时针转动。已知两次流过定值电阻的电流大小相等、方向相同，导体棒的阻值为，忽略导线的电阻，导体棒始终保持与圆弧有良好的接触，则下列说法正确的是( )
A. 流过导体棒的电流方向从到
B. 第一次时，磁感应强度大小的变化率
C. 导体棒转过的过程中，流过定值电阻的电荷量为
D. 导体棒转过的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为
二、多项选择题
14.如图所示，一“”形闭合导线框置于匀强磁场中，正方形和正方形边长相等，匀强磁场的方向与线框平面垂直且向里。线框沿垂直于边的方向向右做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 点电势等于点电势
B. 点电势高于点电势
C. 若线框绕轴线转动，段有电流通过
D. 若线框绕轴线转动，段没有电流通过
15.如图所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入有界匀强磁场，线圈高度小于磁场高度，线圈平面和磁场保持垂直。设线圈下边刚进入磁场到上边刚要进入磁场为过程；线圈全部进入磁场内到线圈下边刚要出磁场为过程；线圈下边刚出磁场到上边刚要出磁场为过程，则( )
A. 在和过程中，线圈内电流方向相同
B. 在过程中，线圈可能做减速运动
C. 在过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动
D. 在过程中，线圈可能做匀加速运动
16.为了了解某电梯的原理，小明同学设计了如图所示的简易玩具电梯模型。一周长、电阻的单匝圆形线圈套在竖直放置的圆柱形磁极上，线圈圆心与磁极中轴线重合，磁极周围存在聚集状的辐向水平磁场。当磁极以的速度竖直向上运动时，磁场随之向上匀速运动，线圈也以稳定的速度匀速上升。线圈所在处的磁感应强度大小始终为，线圈始终保持水平且不与磁极接触，线圈的质量，重力加速度。在线圈向上匀速运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 线圈中电流大小
B. 线圈匀速上升的速度
C. 线圈克服重力做功的功率
D. 若线圈的材料、粗细不变，仅增加线圈的匝数，则线圈会一直加速上升
17.足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距，在虚线左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，两根长度均为的导体棒和分别垂直导轨放置在的左侧和右侧，并和导轨保持良好接触，已知导体棒和质量均为，电阻分别为和，现给棒一个向左的初速度，则下列说法正确的是( )
A. 最终速度大小为 B. 和组成的系统动量守恒
C. 整个过程流过的电荷量为 D. 整个过程棒产生的焦耳热为
18.如图所示，搭载着单匝矩形导线框的小车在水平外力的作用下以速度向右匀速穿过一边长正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小，线框的宽度为，高度为，总电阻，小车运动时，磁场能被导线框完全切割，下列说法正确的是
A. 线框刚进入磁场时，产生的感应电动势为
B. 线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电流的大小为
C. 线框在进入磁场的过程中，外力的方向应该向右
D. 线框在进入磁场的过程中，外力的大小为
19.如图所示，磁感应强度为的有界匀强磁场垂直于纸面向里，磁场的上下边界间距为，正方形线框的边长也为，当线框的下边距磁场的上边界等于时，让线框从静止开始下落，线框刚进入磁场就匀速下落，已知线框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为，重力加速度为，忽略空气的阻力，下列说法正确的是
A. 线框的质量为
B. 线框的电阻为
C. 线框在进入磁场的过程中，流过某一横截面的电荷量为
D. 线框从开始下落到刚好全部离开磁场所需的运动时间为
20.在足够长的固定水平平行导轨上垂直放有两个金属棒和，如图为模型俯视图每根金属棒质量均为，电阻都为磁感应强度的匀强磁场与导轨所在水平面垂直，方向竖直向下导轨间的距离，金属棒与导轨间是光滑的，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力刚开始两金属棒都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为恒力作用于金属棒上，使金属棒在导轨上滑动，滑动过程中两金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导轨电阻很小，可忽略不计，重力加速度，则下列说法正确的是( )
A. 金属棒刚开始运动时，金属棒的速度大小为
B. 两棒最终以不同的速度做匀速直线运动
C. 两棒最终以相同的加速度做匀加速直线运动
D. 两棒速度差的最大值大小为
21.年月日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴以角速度匀速转动，铜片与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为，圆盘接入间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 回路中的电流方向为
B. ，两端的电势差为
C. 定值电阻的功率为
D. 圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为
三、计算题
22.如图所示，光滑水平面上有一质量为的匚形导体框，导体框电阻忽略不计。一质量为、电阻为的铜棒静置于导体框上的最右端处，与导体框构成矩形回路。右侧有一足够大的区域分布有匀强磁场，磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为，为磁场左侧边界且与平行，。初始时，导体框与铜棒均静止，现给导体框一个与垂直的水平向右的初速度，一段时间后铜棒进入磁场中刚好做匀速直线运动，直至进入磁场。已知刚进入磁场时导体框速度为，又经时间导体框与铜棒速度相同。导体框与铜棒之间的动摩擦因数，重力加速度为。已知导体框与铜棒之间始终接触良好，铜棒始终未到达位置，其中、、、、、为已知量，求：
铜棒进入磁场时的速度大小；
导体框边的长度；
导体框的边进入磁场后，回路产生的焦耳热。
23.如图所示，匝数为、横截面积为的圆形线圈图中只画了匝中有垂直纸面向里、大小均匀变化的匀强磁场。线圈通过开关与光滑平行导轨、相连。平行金属导轨与、与间间距均为，固定在水平面上，、之间以及、之间用长度很短的光滑绝缘材料相连。导轨、足够长，其右端与阻值为的电阻相连，所在区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、长度为、电阻为的金属杆，垂直放置在导轨、上。闭合，金属杆中的电流为。断开，让金属杆获得与轨道平行的初速度，金属杆刚滑到导轨、上的速度大小，与导轨间的动摩擦因数为，滑行一段距离后停止，在这过程中，电阻上的产生的焦耳热为。线圈与导轨的电阻忽略不计，金属杆始终与导轨接触且垂直。重力加速度为，求：
线圈中磁感应强度的变化率。
金属杆刚进入磁场时加速度大小。
金属杆从进入磁场到停止运动的距离。
24.如图所示将质量粗细均匀的合金导线弯成匝、边长的正方形线框。该线框在平行于斜面向上的力作用下静止在的光滑斜面上。平行于斜面底部的连线上方分布着垂直斜面向下，大小的匀强磁场。线框与边中点连线与连线重合。已知合金导线总电阻，取，，。
当线框静止时，求力的大小
若从时刻开始，磁感应强度随时间变化的规律满足，仍要保持线框静止，求力随时间变化的关系。
25.如图所示，平行光滑形导轨倾斜放置，倾角，导轨间的距离，电阻，电容器电容，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度，质量，电阻的金属棒垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小的恒力，使金属棒从静止起沿导轨向上滑行，求：
金属棒达到匀速运动时的速度大小；
金属棒从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻的电荷量。
26.如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨、足够长，底部、之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点、分别与横截面积为的匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关闭合后，质量为、电阻值为的金属棒恰能保持静止。金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，取。求：
金属棒恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率；
开关断开后，金属棒下落时能达到的最大速度；
开关断开后，金属棒下落时恰好运动至最大速度，在此过程中金属棒产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.由右手定则判断知，导体产生的感应电流方向为，通过的感应电流的方向为由到，故A正确；
B.导体切割磁感线产生的感应电动势的大小为：故B正确；
C.感应电流为：，安培力，故C正确；
D.金属杆在外力作用下在粗糙型导轨上以速度向右匀速滑动，外力做功大小等于电路产生的焦耳热和导轨与金属杆之间的摩擦力产生的内能的和，故D错误。
本题选错误的，故选D。
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】情景：线框绕转动。线框内感应电动势的最大值为，线框转动一圈过程中，只有半圈有感应电流，设感应电动势的有效值为。则。解得；
情景中感应电动势，由于线框内产生的感应电流与情景中线框内电流的有效值大小相等，故有，即得
所以在时间内磁场的磁感应强度变化量为，故选A项。
4.【答案】
【解析】根据楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为负值；由知线圈进入和穿出磁场时感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C正确，D错误；
线圈进入磁场时，边切割磁感线相当于电源，感应电流方向为顺时针方向，则点为高电势，线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，此时两点间的电势差为零，线圈出磁场时，边切割磁感线相当于电源，感应电流方向为逆时针方向，则点为高电势故AB错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】导体棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力而做减速运动，随着速度的减小，感应电动势和感应电流减小，导体棒所受的安培力减小，导体棒做变减速运动，安培力的平均值是不断变化，不能用求克服安培力做功。故甲同学的解法是错误的。
根据功能关系，在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻的焦耳热；与导体棒的运动的过程无关，可以用来求解产生的焦耳热，故乙同学的解法是正确的，故ABC错误，D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】A.由于电路中电流方向会随着金属棒转动过程中切割磁感线的方向改变而改变，是交流电，电流大小是按正弦规律变化的，并非始终不变，所以 A错误。
B.金属棒在转动过程中，切割磁感线产生的感应电动势其中，金属棒切割磁感线产生的感应电动势的有效值。根据闭合电路欧母定律，电压表测量的是电阻两端的电压，所以B正确。
C.金属棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值，此时两端电压是路端电压，根据闭合电路欧母定律，并非，所以C错误。
D.金属棒转动一周的时间。由，根据焦耳定律，可得，并非，所以D错误。
7.【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。
8.【答案】
【解析】解：、由题意，导体棒通过、的速度大小相等，可以确定：导体棒在无磁场区域内做匀加速直线运动，在磁场区域内做减速直线运动，故A错误；
B、导体棒通过磁场区域的过程中，由法拉第电磁感应定律和电荷量公式可知
，故B正确；
C、导体棒通过磁场区域，由牛顿第二定律得：
可知导体棒做加速度减小的减速运动，而导体棒在无磁场区域内做匀加速直线运动，两阶段位移相等，初末速度相反，由图像两阶段图线与坐标轴所围的面积相等可知：导体棒通过磁场区域的时间大于通过无磁场区域的时间，故C错误；
D、导体棒通过磁场区域，由功能关系得：
通过无磁场区域
联立解得：
根据对称性，导体棒通过磁场区域产生的焦耳热与通过磁场区域相等，故导体棒通过两磁场区域产生的焦耳热为，故D错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】、当其中一根金属条在磁场中切割磁感应线时，该金属条相对于电源，其它三根金属条相对于外电路且并联，根据电路特点可知，通过磁场中的那根金属条的电流是通过其它三根金属条电流的三倍，故A错误；
B、当金属条在磁场中运动时，根据右手定则可知通过金属条中的电流从指向，则金属条中端电势高，故B错误；
C、金属条在匀强磁场中运动时充当电源，其余为外电路，且并联，其等效电路如下图所示；
设电路的总电阻为，根据电路图可知，，故C错误；
D、当金属条在磁场中运动时，产生的感应电动势为：
，
此时通过的电流为：，
所以金属条所受安培力大小为 ，故D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】D.闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若此时重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动，这个图象是可能的，故D正确，不符合题意；
若闭合形状时安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动，在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动；若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动，故BC正确，不符合题意，A错误，符合题意。
故选A。
11.【答案】
【解析】由图可知，在棒转动的过程中产生正弦式交流电，当棒的速度方向与磁场垂直时，产生的感应电动势最大，为：；
根据有效值与最大值之间的关系可知有效值：
A.根据右手定则可知金属棒从图示位置转过的过程中，流过电阻的电流从流向，故A错误；
B.电压表的示数为有效值，根据闭合电路的欧姆定律：，故B错误；
C.电阻的功率，故C错误；
D.根据感应电动势可知，金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为，故D正确。
12.【答案】
【解析】A.金属杆克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，A错误；
B、根据功能关系有
根据功能关系，安培力所做的功与拉力所做的功等于金属杆机械能增加量，B错误；
C.根据功能关系，拉力和重力做功的代数和等于金属杆克服安培力做的功和杆动能的增加量，大于金属杆上产生的焦耳热，C错误；
D.拉力与安培力的合力所做的功大于，D正确．
故选D。
13.【答案】
【解析】A.第二次导体棒沿逆时针方向转动，由右手定则可知流过导体棒的电流方向从到 ，故A错误；
B.第一次，由法拉第电磁感应定律得
由欧姆定律得
第二次，导体棒中的感应电动势为
由欧姆定律得
由题意有
解得
故B错误；
C.导体棒转过 所用的时间为
该过程中流过定值电阻的电荷量为
解得
故C错误；
D.导体棒转过 的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为
结合上述解得
故D正确。
故选D。
14.【答案】
【解析】、线框沿垂直于边的方向向右做匀速直线运动，根据右手定则，边切割磁感线产生感应电动势，点电势高于点电势，故A错误，B正确；
、当线框绕轴线转动时，穿过线框的磁通量不变；根据法拉第电磁感应定律，磁通量不变，，则感应电动势，段没有电流通过，故C错误，D正确。
故选BD。
15.【答案】
【解析】A.过程线圈磁通量不断增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，感应电流为逆时针方向，过程线圈磁通量不断减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，感应电流为顺时针方向，因此在和过程中，线圈内电流方向相反，故A错误；
B.在过程中，当线圈速度足够大，线圈受到的安培力大于重力，即，此时线圈可能做减速运动，故B正确；
C.在过程中，线圈磁通量不变，没有感应电流产生，只受到重力的作用，因此此时机械能不变，并做匀加速运动，故C正确；
D.在过程中，当速度较小，线圈受到的安培力小于重力时，即，线圈做加速运动，所以线圈速度增大，安培力进一步增大，线圈加速度减小，因此线圈做加速运动时为加速度逐渐减小的加速运动，故D错误。
故选BC。
16.【答案】
【解析】A、对线圈，根据平衡条件有，解得，项正确
B、感应电动势，根据闭合电路欧姆定律有，可得，解得，项错误
C、线圈克服重力做功的功率，项正确
D、若线圈的材料、粗细不变，仅增加线圈的匝数，线圈稳定时仍将匀速上升，项错误。
17.【答案】
【解析】．向左运动，根据右手定则和左手定则，可知和均收到向右的安培力，则系统动量不守恒。但由于二者最终速度一定相等，电动势为零。且安培力大小始终相等，即安培力冲量大小相等，根据动量定理，动量的减小量等于动量的增加量，故二者速度最终均为 ，故A正确，B错误；
C.对，根据动量定理
得整个过程流过的电荷量为
故C正确；
D.根据能量守恒，整个过程产生的焦耳热为
则整个过程棒产生的焦耳热为
故D错误。
故选AC。
18.【答案】
【解析】、线框刚进入磁场时，线框切割磁感线产生的感应电动势为，线框中产生的感应电流的大小为，解得，故A项错误，项正确
C、根据楞次定律，可知线框进入磁场时受到向左的阻力，所以外力应向右，故C项正确
D、为使线框匀速运动，在进入磁场的过程中，外力的大小满足，
而安培力为，则，故D项正确。
故选BCD。
19.【答案】
【解析】A.线框在穿越磁场的过程中做匀速运动，由能量守恒可得重力势能的减小量等于生成的焦耳热，则有，解得，A错误
B.设线框的下边刚到达磁场的上边界时速度为，线框自由下落的高度为时进人磁场，则有，可得，设线框的电阻为，由电磁感应的规律可得、、，由二力平衡可得，综合可得，B正确
C.由，、，综合可得，线圈在进入磁场的过程中，综合可得，C正确
D.线框从开始下落到刚好全部离开磁场所需的运动时间为，D错误．
20.【答案】
【解析】A.金属棒刚开始运动时，，，得，故A正确；
之后对金属棒利用牛顿第二定律得：，
金属棒利用牛顿第二定律得：，金属棒做加速度减小的加速运动，金属棒做加速度增大的加速运动，当二者加速度相等时，达稳定状态，一起以相同加速度做匀加速直线运动，两金属棒的共同加速度为，对系统有，，故B错误，C正确；
D.，对金属棒，得，故D错误。
21.【答案】
【解析】A.由右手定则可知，回路中的电流方向为，故A正确；
B.根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势
由于端电势低于端电势，则有
故B错误；
C.回路中的感应电流
则定值电阻的功率
故C错误；
D.圆盘转动一周的时间
转动一周回路中产生的焦耳热
故D正确。
故选AD。
22.【解析】铜棒进入磁场做匀速直线运动，由受力平衡得：
根据闭合电路欧姆定律得：
根据法拉第电磁感应定律得：
联立解得铜棒进入磁场时的速度大小为：
设从一开始到铜棒进入磁场的过程铜棒与边的相对位移大小为，此过程铜棒与导体框动量守恒，以向右为正方向，则有：
根据能量守恒定律得：
铜棒进入磁场到边进入磁场的过程，导体框做匀减速直线运动，对导体框，根据牛顿第二定律得：
设此过程边的位移大小为，根据运动学公式得：
边的长度为：
联立解得：
边进入磁场后，导体框与铜棒动量守恒，以向右为正方向，则有：
对铜棒，由动量定理得：
设从边进入磁场到导体框与铜棒共速的过程中导体框通过的位移为，铜棒通过的位移为，时间为，此过程中产生的平均电动势为：
产生的平均电流为：
联立可得：
根据能量守恒定律：
解得导体框的边进入磁场后，回路产生的焦耳热为：
答：铜棒进入磁场时的速度大小为；
导体框边的长度为；
导体框的边进入磁场后，回路产生的焦耳热为。
23.【解析】线圈中产生的感应电动势为
金属棒中的感应电流为
联立解得
金属棒刚进入磁场时，产生的感应电动势为0
金属棒中的感应电流
金属棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律，有
解得；
金属棒从进入磁场到停止运动，根据能量转化与守恒有
解得
24.【解析】由平衡态。
由平衡方程，
，
，
，
故F
25.【解析】当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件可得：
解得
感应电动势
再根据闭合电路欧姆定律可知
联立解得：金属棒匀速运动时的速度
；
当金属棒匀速运动时，电容器两端的电压
电容器极板上的电荷量
答：金属棒达到匀速运动时的速度大小为；
金属棒从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻的电荷量为C.
26.【解析】金属棒保持静止，根据平衡条件得
可得
则线圈产生的感应电动势为
解得
由电磁感应定律可知
解得
断开开关后，金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是即合外力是时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得
此时金属棒中产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得金属棒的最大速度为
根据动能定理得
金属棒产生的焦耳热
解得
答：金属棒恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率为；
开关断开后，金属棒下落时能达到的最大速度为；
开关断开后，金属棒下落时恰好运动至最大速度，在此过程中金属棒产生的焦耳热为。
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