第六章 电磁感应（单元自测·基础卷）物理沪科版选择性必修第二册

2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第六章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．楞次定律表述为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，这一表述也可以理解为“闭合电路总有保持原有磁通量的性质”，那么这种性质与下列哪个物理规律或性质很相似(　　) A．牛顿第二定律 B．牛顿第三定律 C．动量守恒定律 D．惯性 【答案】D 【解析】楞次定律的核心是感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，体现了闭合电路有维持原有磁通量不变的趋势。A. 牛顿第二定律：描述力与加速度的关系（F = ma），强调力引起运动状态的变化，而不是维持原有状态，故不符合题意；B. 牛顿第三定律：描述作用力与反作用力大小相等、方向相反，涉及物体间的相互作用，与状态维持无关，故不符合题意；C. 动量守恒定律：在封闭系统中无外力时，系统动量保持不变，属于守恒律，但楞次定律的“阻碍变化”并不属于守恒律，故不符合题意；D. 惯性：物体抵抗运动状态变化的性质，与楞次定律的“维持原有磁通量”在抵抗变化趋势上一致，故符合题意。 故选D。 2．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是(　　) A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 【答案】A 【解析】AC．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈1所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向里，线圈3所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向外，电流均匀增加时，则穿过线圈1和3的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈1中产生逆时针方向的感应电流，线圈3中产生顺时针方向的感应电流，A正确，C错误；BD．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈2和4所在的角平分线上的合磁感应强度是零，线圈2和4中没有感应电流产生，BD错误。故选A。 3．如图所示，通有恒定电流的长直导线水平固定在空中，金属圆环水平，其圆心与直导线在同一竖直面内，金属圆环竖直，与直导线在同一竖直面内。现将两圆环都由静止释放，不计空气阻力，不计地磁场及两圆环间的相互作用，则在两圆环下落过程中，下列说法正确的是(　　) A．两圆环的机械能都减小 B．两圆环的机械能都守恒 C．圆环的机械能减小，圆环的机械能守恒 D．圆环的机械能减小，圆环的机械能守恒 【答案】D 【解析】圆环a中磁通量始终为零，因此不受安培力，机械能守恒；圆环b的磁通量减小，产生感应电流，受安培力作用，且克服安培力做功，机械能减小。故选D。 4．2025年9月22日，央视首次公开了福建舰的电磁弹射视频，使我国成为全球唯一一个在航空母舰上电磁弹射第五代隐身战斗机的国家．已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是(　　) A．金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 B．若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射 C．若将金属环置于线圈的右侧，则金属环会靠近线圈 D．闭合S的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向 【答案】D 【解析】A．当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量瞬间增大，根据楞次定律，金属环向左运动过程中将有缩小趋势，故A错误；B．若将电池正、负极调换后，穿过金属环的磁通量仍然会瞬间增大，根据楞次定律，金属环仍能向左弹射，故B错误；C．若将金属环置于线圈的右侧，当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量瞬间增大，根据楞次定律，金属环有远离线圈的趋势，也会弹出，故C错误；D．闭合开关S的瞬间，根据安培定则，向右穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律，金属环产生向左的感应磁场，根据安培定则从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流，故D正确。故选D。 5．某同学受电吉他启发，设计了一个如图所示的电音装置，装置内部安装有线圈，弹性金属线通有恒定电流（图中箭头所示），弹奏时金属线在线圈所处的平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出音乐，下列说法正确的是(　　) A．金属线向右振动的过程中，线圈有扩张的趋势 B．金属线向右振动的过程中，金属线所受安培力向左 C．金属线向左振动的过程中，线圈中有逆时针方向的感应电流 D．金属线中通过载有音乐信号的电流时扬声器没有声音 【答案】B 【解析】A．金属线向右振动的过程中，穿过线圈的磁通量增大，根据“增缩减扩”可知线圈有缩小的趋势，故A错误；B．金属线向右振动的过程中，根据“来拒去留”可知金属线所受安培力向左，故B正确；C．金属线向左振动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据“增反减同”可知线圈的感应电流方向为顺时针，故C错误；D．金属线中通过载有音乐信号的电流时扬声器有音乐声音，故D错误。故选B。 6．如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是(　　) A．铜棒向左滚动 B．回路中有顺时针方向电流（俯视） C．铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小 D．磁场力对磁铁做正功 【答案】A 【解析】A．根据楞次定律“增缩减扩”可知，强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，回路中的磁通量增大，回路面积有减小的趋势，则铜棒向左滚动，故A正确；B．根据楞次定律“增反减同”可知，回路中向下的磁通量增大，产生向上的感应磁场，根据安培定则可知，回路中有逆时针方向电流（俯视），故B错误；C．感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即磁铁靠近回路时会受到阻碍靠近的向上的排斥力，铜棒受到向下的排斥力，对导轨的压力大于重力，故C错误；D．磁铁受到的磁场力向上，与运动方向相反，则磁场力对磁铁做负功，故D错误。故选A。 7．如图所示，光滑绝缘的水平面上边界MN的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，现给正方形刚性导线框一水平向右的初速度，线框边始终垂直MN运动，且恰能完全进入磁场区域。则导线框进入磁场区域后，其速度、电功率随运动距离变化的图像可能正确的是(　　) A．B． C．D． 【答案】A 【解析】AB．设匀强磁场的磁感应强度为B，导线框abcd的质量为m、边长为L、总电阻为R，其在磁场中的速度为v时，感应电动势E=BLv，导线框内部的电流，其所受安培力大小为，根据牛顿第二定律，有，又，，联立解得 为一小于0的常数，则v-x图线为斜率为负的倾斜直线，故A正确，B错误；CD．导线框的电功率，结合A、B项分析，可知，联立解得，则P-x图像是一条开口向上的抛物线的一部分，故CD错误。故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图甲所示，圆环a和b均由相同的均匀导线制成，a环半径是b环的两倍，两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接。若仅将a环置于图乙所示变化的磁场中，则导线上、两点间的电势差。下列说法正确的是(　　) A．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向里 B．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向外 C．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则、两点间的电势差 D．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则、两点间的电势差 【答案】AD 【解析】AB．a环置于磁场中，导线上M、N两点间的电势差大于零，则M点电较势高，感应电流方向为逆时针方向，由楞次定律可知，原磁场的方向垂直纸面向里，A正确，B错误；CD．a环与b环的半径之比为2:1，故周长之比为2:1，根据电阻定律知，可知电阻之比为2:1；M、N两点间的电势差大小为路端电压，根据法拉第电磁感应定律可知，又，得两次电动势的大小之比为，故两次路端电压之比为，根据楞次定律可知，将b环置于磁场中，N点的电势高，故电势差，C错误，D正确；故选AD。 9．如图甲所示，细线悬挂边长为1m、电阻为0.2Ω的正方形单匝导体线框，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中。0～0.2s内，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A．0.15s时线框中的电流方向为顺时针方向 B．0～0.2s内细线上的拉力先减小后增大 C．0.05s时线框中的电流为10A D．0.1s时线框中的电流为0 【答案】AC 【解析】A．根据楞次定律可知，0～0.2s内线框中的电流方向始终为顺时针方向，故A正确； B．因为0～0.2s内线框中的电流方向始终为顺时针方向，根据左手定则可知，0～0.1s内线框受到的安培力方向竖直向下，因为磁感应强度逐渐减小，根据F=BIL可知安培力不断减小，根据平衡条件可知细线上的拉力逐渐减小，同理有0.1s～0.2s内线框受到的安培力方向竖直向上，且安培力逐渐增大，根据平衡条件可知细线上的拉力逐渐减小，因此0～0.2s内细线上的拉力一直减小，故B错误；CD．0～0.2s内，根据法拉第电磁感应定律，有，代入数据可得线框中的电流，故C正确，D错误。故选AC。 10．如图所示，一个很长的光滑导体框倾斜放置，顶端接有一个小灯泡，匀强磁场垂直于线框所在平面，当跨放在导轨上的金属棒下滑达稳定速度后，小灯泡获得一个稳定的电功率，除小灯泡外其他电阻均不计，若使小灯泡的电功率提高三倍，下列措施可行的是(　　) A．换用一个电阻为原来倍的小灯泡 B．将金属棒质量增为原来的倍 C．将导体框与水平面倾斜角加倍 D．将磁感应强度减小为原来的 【答案】BD 【解析】A．当ab棒下滑到稳定状态时，有mgsinθ=FA，又安培力为，可得 由能量守恒定律得灯泡的功率为，当换一个电阻为原来2倍的灯泡时，则P变为原来的2倍，故A错误；B．当换一根质量为原来2倍的金属棒时，P变为原来的4倍，电功率提高了三倍，故B正确；C．将导体框与水平面倾斜角θ加倍，不能增大4倍，则功率不能提高三倍，故C错误；D．当把磁感应强度减小为原来的，P变为原来的4倍，电功率提高了三倍，故D正确。故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：电流从“”或“”接线柱流入时，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是________（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁的运动速度 C．改用小量程，将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】(1)向上拔出 (2)BC 【解析】（1）由图可知，电表指针左偏，则感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。（2）A．磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，A错误；B．增大（1）中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，B正确；C．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可使电流计指针偏角变大，C正确；D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，D错误。故选BC。 12．(8分)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 (1)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是(　　) A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率 C．磁通量 (2)得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。 (3)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1)A (2) (3)增大 【解析】（1）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故选A。（2）根据线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比），即以为横坐标。 （3）根据其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率增大。 13．(10分)如图甲所示为边长、匝数，阻值的正方形线框，两端与阻值的定值电阻以及电流表相连接，正方形线框内存在半径的圆形磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定垂直纸面向里的方向为正，电流表和导线的电阻不计，回答以下问题 (1)时通过线框的磁通量； (2)线框产生感应电流流经电流表的方向和感应电动势的大小； (3)0-0.2s的时间内流过定值电阻的电荷量。 【解析】（1）时，有效面积 故通过线框的磁通量 （2）根据楞次定律可知，线框产生感应电流流经电流表的方向为顺时针或b到a，感应电动势大小为 （3）电路中的感应电流为 0-0.2s的时间内流过定值电阻的电荷量 14．(14分)某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求： (1)戒指中的感应电动势E的大小； (2)戒指中的感应电流I的大小和方向； (3)戒指中电流的热功率P。 【解析】（1）设戒指的半径为r，则周长 磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为 解得 （2）根据电阻定律可知，戒指的电阻为 根据欧姆定律可知，戒指中的感应电流大小为 解得 根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针。 （3）戒指中电流的热功率为 结合上述解得 15．(16分)如图所示，两平行光滑的导轨倾斜固定放置，导轨与水平面的夹角为，导轨的间距，磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向下。在导轨上端接阻值为的定值电阻，质量为、电阻为的金属杆垂直导轨放置。由静止释放金属杆，金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计且足够长。，取。求： (1)金属杆下滑过程中最大速度的大小； (2)金属杆由静止沿导轨下滑4m时已达到最大速度，则此过程中通过金属杆横截面的电荷量； (3)在（2）所叙述的过程中，金属杆中产生的焦耳热。 【解析】（1）金属杆速度最大时，根据平衡条件有 其中，， 得 （2）由静止沿导轨下滑4m的过程中，下滑位移为，则根据，，， 得 （3）由静止沿导轨下滑4m的过程中，整个回路产生的焦耳热为，金属杆产生的焦耳热为，则， 得 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第六章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．楞次定律表述为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，这一表述也可以理解为“闭合电路总有保持原有磁通量的性质”，那么这种性质与下列哪个物理规律或性质很相似(　　) A．牛顿第二定律 B．牛顿第三定律 C．动量守恒定律 D．惯性 2．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是(　　) A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 3．如图所示，通有恒定电流的长直导线水平固定在空中，金属圆环水平，其圆心与直导线在同一竖直面内，金属圆环竖直，与直导线在同一竖直面内。现将两圆环都由静止释放，不计空气阻力，不计地磁场及两圆环间的相互作用，则在两圆环下落过程中，下列说法正确的是(　　) A．两圆环的机械能都减小 B．两圆环的机械能都守恒 C．圆环的机械能减小，圆环的机械能守恒 D．圆环的机械能减小，圆环的机械能守恒 4．2025年9月22日，央视首次公开了福建舰的电磁弹射视频，使我国成为全球唯一一个在航空母舰上电磁弹射第五代隐身战斗机的国家．已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是(　　) A．金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 B．若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射 C．若将金属环置于线圈的右侧，则金属环会靠近线圈 D．闭合S的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向 5．某同学受电吉他启发，设计了一个如图所示的电音装置，装置内部安装有线圈，弹性金属线通有恒定电流（图中箭头所示），弹奏时金属线在线圈所处的平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出音乐，下列说法正确的是(　　) A．金属线向右振动的过程中，线圈有扩张的趋势 B．金属线向右振动的过程中，金属线所受安培力向左 C．金属线向左振动的过程中，线圈中有逆时针方向的感应电流 D．金属线中通过载有音乐信号的电流时扬声器没有声音 6．如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是(　　) A．铜棒向左滚动 B．回路中有顺时针方向电流（俯视） C．铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小 D．磁场力对磁铁做正功 7．如图所示，光滑绝缘的水平面上边界MN的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，现给正方形刚性导线框一水平向右的初速度，线框边始终垂直MN运动，且恰能完全进入磁场区域。则导线框进入磁场区域后，其速度、电功率随运动距离变化的图像可能正确的是(　　) A．B． C．D． 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图甲所示，圆环a和b均由相同的均匀导线制成，a环半径是b环的两倍，两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接。若仅将a环置于图乙所示变化的磁场中，则导线上、两点间的电势差。下列说法正确的是(　　) A．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向里 B．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向外 C．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则、两点间的电势差 D．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则、两点间的电势差 9．如图甲所示，细线悬挂边长为1m、电阻为0.2Ω的正方形单匝导体线框，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中。0～0.2s内，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A．0.15s时线框中的电流方向为顺时针方向 B．0～0.2s内细线上的拉力先减小后增大 C．0.05s时线框中的电流为10A D．0.1s时线框中的电流为0 10．如图所示，一个很长的光滑导体框倾斜放置，顶端接有一个小灯泡，匀强磁场垂直于线框所在平面，当跨放在导轨上的金属棒下滑达稳定速度后，小灯泡获得一个稳定的电功率，除小灯泡外其他电阻均不计，若使小灯泡的电功率提高三倍，下列措施可行的是(　　) A．换用一个电阻为原来倍的小灯泡 B．将金属棒质量增为原来的倍 C．将导体框与水平面倾斜角加倍 D．将磁感应强度减小为原来的 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：电流从“”或“”接线柱流入时，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是________（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁的运动速度 C．改用小量程，将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 12．(8分)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 (1)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是(　　) A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率 C．磁通量 (2)得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。 (3)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 13．(10分)如图甲所示为边长、匝数，阻值的正方形线框，两端与阻值的定值电阻以及电流表相连接，正方形线框内存在半径的圆形磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定垂直纸面向里的方向为正，电流表和导线的电阻不计，回答以下问题 (1)时通过线框的磁通量； (2)线框产生感应电流流经电流表的方向和感应电动势的大小； (3)0-0.2s的时间内流过定值电阻的电荷量。 14．(14分)某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求： (1)戒指中的感应电动势E的大小； (2)戒指中的感应电流I的大小和方向； (3)戒指中电流的热功率P。 15．(16分)如图所示，两平行光滑的导轨倾斜固定放置，导轨与水平面的夹角为，导轨的间距，磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向下。在导轨上端接阻值为的定值电阻，质量为、电阻为的金属杆垂直导轨放置。由静止释放金属杆，金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计且足够长。，取。求： (1)金属杆下滑过程中最大速度的大小； (2)金属杆由静止沿导轨下滑4m时已达到最大速度，则此过程中通过金属杆横截面的电荷量； (3)在（2）所叙述的过程中，金属杆中产生的焦耳热。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $