2020-2021学年高二物理下学期鲁科版（2019）选择性必修第二册配套练习2.2法拉第电磁感应定律练习(含解析)

2.2法拉第电磁感应定律练习
一、单选题
如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以、的速度沿光滑导轨电阻不计匀速滑到位置，若，则在这两次过程中
A.
回路电流
B.
产生的热量
C.
通过任一截面的电荷量
D.
外力的功率
如图甲所示，边长为、质量为的正方形绝缘金属线框平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合。在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在时从磁场中拉出，力F做功，并测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示。已知金属线框的总电阻为，则下列说法中正确的是
A.
金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向为badcb
B.
时，金属线框的速度为
C.
金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是
D.
金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是
如图所示，平行导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒ab垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其从距虚线h高处由静止释放，进入磁场时恰好以做匀速直线运动。g取，则下列说法正确的是
A.
导体棒ab进入磁场后电流的方向是a到b
B.
导体棒进入磁场后下落的过程不存在能量转化
C.
电阻R的阻值为
D.
如图，光滑固定的金属导轨PQ、MN在同一斜面内，两导轨相距L，与水平面成角，导轨上端P、M间接有阻值为R的电阻，导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上的磁场B，现有一导体棒ab，置于导轨上，其阻值为r，现给ab一平行于导轨向上的初速度v，ab沿导轨上升后又沿导轨滑下，回到初始位置时速度为，不计导轨电阻，则在ab从初位置出发到又回到初位置的过程中，下列说法正确的是
A.
初速度v与回到初位置时的速度之间的关系为
B.
在整个过程中ab间的电势差的最大值为BLv
C.
上升过程与下降过程通过电阻的电荷量相等
D.
在整个过程中克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面纸面内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒平行导轨向右的初速度，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒的位移为x。则
A.
当流过棒的电荷量为时，棒的速度为
B.
当棒发生位移为时，棒的速度为
C.
在流过棒的电荷量达到的过程中，棒释放的热量为
D.
整个过程中定值电阻R释放的热量为
如图，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的磁场中。一质量为质量分布均匀的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为，现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程
A.
杆的速度最大值为
B.
流过电阻R的电量为
C.
恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量
D.
恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
如图甲所示，两条平行且光滑的金属导轨间的距离，水平置于磁感应强度大小的匀强磁场中，两导轨之间接有阻值的定值电阻。一长度也为、阻值、质量的金属棒置于导轨上，金属棒与导轨垂直且接触良好，金属棒从图示位置在外力作用下由静止开始向右做加速运动，其图像如图乙所示。则在金属棒移动的过程中，下列说法正确的是
A.
金属棒做匀加速直线运动，加速度大小为
B.
电阻R两端的最大电压值为
C.
外力所做的总功为
D.
定值电阻R产生的焦耳热为
如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向。外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是
A.
B.
C.
D.
二、多选题
如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的金属棒，金属棒和导轨接触良好。除电阻R外，其余电阻不计。导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为，弹性势能为，重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则
当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为
B.
金属棒第一次到达A处时，其加速度方向向下
C.
电阻R上产生的总热量等于
D.
金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多
如图1所示，光滑绝缘的水平面上有正方形单匝闭合导线框，在大小恒为F的水平外力作用下运动，以速度垂直进入一方向垂直平面向下的匀强磁场区域的左边界，从导线框右边刚要进入磁场时开始计时，其运动的图像如图2所示、为已知量，已知导线框的质量为m，电阻为R，边长为L。磁场区域的宽度为，磁感应强度为B。则
?
A.
线框进入磁场的过程中通过导线框横截面的电荷量为
B.
线框穿过磁场区域的过程中最小速度为
C.
线框穿过磁场区域的过程中最小速度为
D.
线框穿过磁场区域的过程中产生的热量为2FL
如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ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ab，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F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U随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经时，?
A.
通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由b指向a
B.
金属杆的速率为
C.
外力F的瞬时功率为1W
D.
内通过R的电荷量为5C
如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中
A.
流过金属棒的最大电流为
B.
通过金属棒的电荷量为
C.
克服安培力所做的功为mgh
D.
金属棒产生的焦耳热为
如图甲所示，边长的正方形线框abcd由粗细均匀的导线围成，其总电阻，方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面．磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是
A.
回路中电流方向沿逆时针方向
B.
线框ab边所受安培力逐渐减小
C.
末回路中的电动势为
D.
内回路中产生的电热为
如图，用一根总电阻为2R粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左右两侧存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反。一根长度为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒MN与圆环始终接触良好不计金属棒经过PQ位置瞬间，则下列说法正确的是
A.
圆环消耗的电功率是变化的
B.
金属棒两端的电压大小为
C.
金属棒中电流的大小为
D.
金属棒旋转一周的过程中，整个回路产生的热量为
三、计算题
如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为，导轨平面与水平面成角，下端通过导线连接阻值为的电阻，阻值为的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑距离时，恰好达到最大速度。已知金属棒质量为，重力加速度为，求在此过程中：
金属棒达到的最大速率；
电阻R产生的焦耳热；
通过电阻R的电荷量；
此过程经历的时间。
如图所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成：倾斜部分倾角为，与水平部分平滑相连，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻．质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为2B的匀强磁场．闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已达到最大速度，不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好，达到水平轨道时无碰撞能量损失，重力加速度为求：
金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率；
金属杆MN在水平导轨上滑行产生的内能为Q，最大距离为．
如图，在倾角为的光滑斜面上，在区域Ⅰ和Ⅱ存在着两个方向相反的匀强磁场，Ⅰ区磁感应强度大小，Ⅱ区磁感应强度大小两个磁场的宽度MJ和JG均为，一个质量为、电阻为、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN间的某位置时，线框又恰好以速度做匀速直线运动．求：
线框静止时ab边距GH的距离x；
的大小；
线框从静止开始到ab边运动到MN位置时线框产生的焦耳热Q．
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题是电磁感应中的电路问题，关键要掌握感应电流与热量、电荷量、热量和功率的关系，灵活运用比例法解答。
根据和欧姆定律得到电流的表达式，即可求解电流之比：根据焦耳定律求解热量之比；
根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式，求解电荷量之比；
外力的功率等于回路中的电功率，由求解外力的功率之比。
【解答】
解：A、回路中感应电流为：，，则得：：：：2，故A正确；
B、产生的热量为：，，则得：：：：2，故B错误；
C、通过任一截面的电荷量为：，q与v无关，则得：：：1，故C错误；
D、由于棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得：，，则得：：：4，故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
根据右手定则判断导体切割磁感线产生感应电流的方向；结合导体棒切割磁感线的感应电动势公式和欧姆定律计算出速度表达式，判断线框的运动性质，从而得到加速度，先计算线框在5s时的速度，再根据能量守恒定律列式求解产生的热量。
本题主要考查楞次定律或右手定则、动生电动势、欧姆定律、能量守恒定律。
【解答】
A.由右手定则知线框中感应电流的方向为abcda，故A错误；
B.设时的速度为v，据题意有，解得?，故B错误；
由能量守恒定律：得，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要是考查电磁感应现象与力学的结合，根据题意分析清楚导体棒的运动过程，应用运动学公式、、欧姆定律与平衡条件即可解题。
【解答】
A.由右手定则可知，导体棒ab进入磁场后电流方向由b到a，故A错误；
B.导体棒进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中产生电流，部分机械能转化为焦耳热，有能量转化，故B错误；
C.导体棒切割磁感线产生的感应电动势安培力
导体棒做匀速直线运动，由平衡条件得代入数据解得故C错误；
D.导体棒进入磁场前做自由落体运动，下落高度故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
根据法拉第定律、欧姆定律和电荷量与电流的关系推导出电荷量与磁通量变化量的关系，再分析两个过程电荷量的关系。ab间的电势差是路端电压，不等于感应电动势。根据能量转化情况分析速度大小关系；由功能关系分析在整个过程中克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热的关系。
本题主要是考查电磁感应现象，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，常根据动能定理、功能关系等列方程求解。要注意ab相当于电源，ab间的电压是外电压，不是内电压。
【解答】
A.由于导体棒要克服安培力做功，机械能不断减少，故，故A错误；
B.出发时ab的速度最大，产生的感应电动势最大，为，故ab间的电势差的最大值为，故B错误；
C.由，，得，上升过程与下降过程磁通量的变化量大小相等，则知通过电阻的电荷量相等，故C正确；
D.在整个过程中克服安培力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，故D错误。
故选：C。
5.【答案】C
【解析】
【分析】先研究棒的速度减至零的过程，利用动量定理结合流过棒的电荷量求棒的速度。注意平均电流的运用。根据能量守恒定律求棒和R释放的热量。
本题中棒做的变减速运动，要学会从磁通量变化量及动量变化两个角度求电荷量q。对于热量，往往根据能量守恒定律研究。
【解答】对ab棒由动量定理有，而，即，当流过棒的电荷量为时，有，解得，故A错误；
当棒发生位移为时，由，可知此时流过棒的电量为，带入解得棒的速度为，故B错误；
在流过棒的电荷量为的过程中，棒释放的热量为
，故C正确；
整个过程棒损失的动能为，定值电阻与导体棒释放的热量相同，均为，D错误；
故选C
6.【答案】C
【解析】
【分析】
导体在恒力作用下先做加速运动后做匀速运动，此时速度达到最大，根据平衡条件和安培力的表达式求解最大速度；由求解电量；根据功能关系分析恒力F做的功与摩擦力做的功之和与动能的变化量。
【解答】
A.设杆的速度最大值为v，此时杆所受的安培力为为：
杆的速度最大时，做匀速运动，受力平衡，则有：
联立解得：，故A错误；
B.流过电阻R的电荷量为：，故B错误；
根据动能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量，因摩擦力做负功，因此，恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量，故C正确，D错误。
故选：C。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电磁感应的综合应用，分析好物理情景，看懂图像并能从中获取有用信息是解决本题的关键。
由速度位移图像判断金属棒的运动情况；根据动生电动势和闭合电路欧姆定律求解电阻R两端的最大电压值；根据图像和功能关系分析外力所做的总功；克服安培力的功转化为回路中的焦耳热，由此分析求解定值电阻产生的焦耳热。
【解答】
A.由题图乙可知，速度与位移成正比，所以金属棒不是左匀加速直线运动，故A错误；
B.金属棒移动的过程中，感应电动势的最大值，电阻R两端的最大电压值：，故B错误；
C.根据图像可知，在数值上，金属棒在运动过程中受到的安培力，因为v与x是线性关系，所以安培力与x也是线性关系，根据功能关系可知，外力所做的总功，故C
项正确
D.克服安培力的功转化为回路中的焦耳热，安培力做的功，定值电阻产生的焦耳热，故
D
项错误．
故选C。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
解决本题的关键掌握运动学公式，并由各自表达式来进行推导，从而得出结论是否正确，以及掌握切割产生的感应电动势，知道L为有效长度。
由线框进入磁场中切割磁感线，根据运动学公式可知速度与时间关系；再由法拉第电磁感应定律，可得出产生感应电动势与速度关系；由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小，并由安培力公式可确定其大小与时间的关系；由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系；最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系。
【解答】
A.线框切割磁感线，则有运动速度，产生感应电动势，所以产生感应电流，故A错误；
B.对线框受力分析，由牛顿第二定律，则有????解得：，所以B错误；
C.由功率表达式，，所以C正确；
D.由电量表达式，则有，所以D错误。
故选C。
9.【答案】CD
【解析】
【分析】
金属棒的速度最大时，合力为零，由平衡条件求弹簧的伸长量；金属棒最后静止在A处，从释放到金属棒最后静止的过程中，其重力势能减小，转化成内能和弹簧的弹性势能；根据牛顿第二定律分析加速度方向；由分析通过电阻R的电荷量关系。
本题是电磁感应与力学知识的综合应用，关键要正确分析金属棒的受力情况和回路中能量转化情况，由牛顿第二定律分析加速度。
【解答】
A.金属棒的速度最大时，合力为零，由平衡条件有，金属棒原来静止时有，两式对比可得，即金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量小于，故A错误；
C.金属棒最后静止在A处，从释放到金属棒最后静止的过程中，其重力势能减小，转化成内能和弹簧的弹性势能，则由能量守恒定律可得：电阻R上产生的热量，故C正确；
B.金属棒第一次到达A处时，受到重力、弹簧的弹力和安培力，且重力与弹力大小相等、方向相反，安培力方向向上，所以合力等于安培力，方向向上，可知加速度方向向上，故B错误；
D.根据能量守恒定律知，金属棒第一次下降的高度大于第一次上升的高度，根据分析知，金属棒第一次下降过程磁通量的变化比第一次上升过程磁通量的变化量大，则金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多，故D正确。
故选：CD。
10.【答案】BC
【解析】
【分析】
本题考查了法拉第电磁感应定律和动能定理，动量定理，考查了学生的分析综合能力和科学思维。
该图象为速度--时间图象，斜率表示加速度；根据加速度的变化判断物体的受力情况，要注意当通过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生，根据电流的定义式求解电荷量；根据动能定理结合焦耳定律求解线框中产生的焦耳热。
【解答】
A.根据电量的表达式可知，线框进入磁场过程中，通过导线横截面的电量为：，故A错误；
B.线框刚好全部进入磁场时速度最小，由题图可知，当线框右边界刚要离开磁场时，速度为，则从线框刚进入到线框右边界刚要离开磁场过程中只受拉力作用，由动能定理可得：
，解得：，故B正确；
C.对线框进入过程，根据动量定理有：，结合A中所求电量，联立可得：，故C正确；
D.设线框穿过磁场区域的过程中产生的热量为Q，由功能关系可得：，故D错误。
故选BC。
11.【答案】AC
【解析】
【分析】
根据图象在时，通过电压和电阻的大小求出通过电阻R的电流大小，根据右手定则判断出感应电流的方向；根据闭合电路欧姆定律求出感应电动势的大小，结合切割产生的感应电动势公式求出金属杆切割的速度；根据闭合电路欧姆定律，结合求出电压表读数与v的关系式，通过的关系得出的关系，从而求出金属杆的加速度，根据牛顿第二定律求出外力F的大小，再根据求出外力的瞬时功率；由求通过R的电荷量。
解决本题的关键根据U与t的关系，推导出v与t的关系，分析金属杆的运动情况，要掌握感应电荷量公式，注意是整个回路的总电阻。
【解答】
A、由图象可知，时，，此时电路中的电流即通过金属杆的电流为：
，用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A正确；
B、金属杆产生的感应电动势为：
因，所以金属杆的速度大小为：，故B错误；
C、金属杆速度为v时，电压表的示数应为?
由图象可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均为不变量，所以v与t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为：；
根据牛顿第二定律，在末时对金属杆有：，
解得：；
此时F的瞬时功率为：，故C正确；
D、时间内金属杆移动的位移为：
通过R的电荷量为：，故D错误。
故选：AC。
12.【答案】ABD
【解析】
【试题解析】
【分析】
金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由求出感应电动势，然后求出感应电流；由可以求出感应电荷量；
克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理或能量守恒定律可以求出克服安培力做功，导体棒产生的焦耳热。
本题综合考查了机械能守恒定律、动能定理、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等，综合性较强，对学生能力要求较高，需加强这方面的训练。
【解答】
A.金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，金属棒到达水平面时的速度为：，
金属棒到达水平面后做减速运动，刚到达水平面时的速度最大，最大感应电动势，最大感应电流为：，故A正确；
C.金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：，
克服安培力做功为：，故C错误；
B.感应电荷量为：，故B正确；
D.克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热为：，故D正确；
故选ABD。
13.【答案】CD
【解析】
【分析】本题考查了电磁感应定律及其应用。根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力的表达式及闭合电路欧姆定律确定安培力大小的变化情况；用焦耳定律求出内回路中产生的电热。
【解答】
A.由楞次定律可知，产生感应电流的磁场的方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可以判断回路中感应电流方向沿顺时针方向，故A错误；
B.线框ab边所受安培力为，由图像可知，磁通量的变化率为定值，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势为定值，所以感应电流也是一定的，因此安培力大小与磁感应强度成正比，所以线框ab边所受安培力逐渐增大，故B错误；
C.根据法拉第电磁感应定律：，故C正确；
D.根据闭合电路欧姆定律可得：，所以内回路中产生的电热为：
?J，故D正确。
故选CD。
14.【答案】CD
【解析】
【分析】
根据右手定则来确定感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律来确定感应电动势，即为两种感应电动势之和；并由闭合电路欧姆定律来计算感应电流大小；最后根据焦耳定律来确定一周外力做功的多少。
理解右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律，注意金属棒在不同磁场中切割产生感应电动势应该相加，难度适中。
【解答】
和ON两段相当于两个电源串联，所以，MN产生的感应电动势为：
MN把圆环分成两等份且并联每份的电阻为，并联后的电阻为，由闭合电路的欧姆定律有：
可知：流过环的电流不变，则环消耗的电功率不变，则金属棒MN两端的电压路端电压大小为：，故AB错误，C正确；
D.MN旋转一周外力做功为：，故D正确；
故选CD。
15.【答案】解：金属棒匀速运动时速度最大，设最大速度为，
则由、、得：
速度最大时金属棒所受的安培力表达式为
根据平衡条件得：
则得?
代入解得，；
根据能量守恒定律可得：
电阻R产生的焦耳热为：
联立解得：；
根据电荷量的计算公式可得：
其中
解得：；
从开始到达到最大速度的过程中，根据动量定理可得：
其中
I
t
联立解得：。
【解析】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解；对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。
16.【答案】解：金属杆MN在倾斜导轨上滑行的速度最大时，其受到的合力为零，对其受力分析，可得，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律可得：，解得：；
金属杆MN在水平导轨上滑行过程，由功能关系可得：，由于两电阻相等，故金属杆MN在水平导轨上滑行产生的内能：；
在水平轨道上滑行时，根据动量定理：
得：。
【解析】本题考查电磁感应现象的综合应用，熟悉该过程的能量问题、动量的应用是解题的关键，有一定难度。
17.【答案】解：根据题意，线框由静止到ab边进入磁场Ⅰ时，由动能定理得：
由平衡条件得：
由法拉第电磁感应定律得：
由闭合电路的欧姆定律得：
联解得：?
当线框以速度做匀速运动时，由平衡条件得：
由闭合电路的欧姆定律得：
由法拉第电磁感应定律得：
联解得：?
线框从静止开始到ab边运动MN位置过程中，由动能定理得：?
解得：
答：线框静止时ab边距GH的距离为；的大小为；线框从静止开始到ab边运动到MN位置时线框产生的焦耳热为。
【解析】对于导体切割磁感线的类型，要抓住受力平衡及能量的转化及守恒的关系进行分析判断；在分析能量关系时一定要找出所有发生变化的能量，增加的能量一定等于减少的能量。
线框由静止到ab边进入磁场Ⅰ时，根据动能定理、平衡条件、法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律即可求解距离x；
当线框以速度做匀速运动时，由平衡条件、法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律即可求解；
线框下滑过程，根据动能定理求解焦耳热Q。
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