法拉第电磁感应定律电动势及电路分析 专项训练-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

法拉第电磁感应定律电动势及电路分析 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕 b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。t=0时，abef与水平面平行，则（　　） A．t=0时，电流方向为afedcba B．t=0时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．t=0到过程中，感应电动势平均值为0 2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示。则（　　） A．线圈中时刻感应电动势最大 B．线图中时刻感应电动势为零 C．线图中0时刻感应电动势最小 D．线圈从0至时间内平均感应电动势为 3．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场和竖直向下的匀强电场（电场未画出），现将一个水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在此后的运动过程中（不考虑空气等阻力的影响），则下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端电势a高于b B．金属棒两端电压逐渐变大 C．金属棒做平抛运动且两端同时落地 D．金属棒b端先落地 4．感应电动势是由回路中磁通量的变化引起的，根据磁通量变化的原因不同，可分为感生电动势和动生电动势。由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势称为感生电动势。变化的磁场在其周围空间会激发出感应电场（称为涡旋电场），这种电场迫使导体内的电荷做定向移动而产生感生电动势，如图甲所示；导体切割磁感线产生的电动势称为动生电动势。导体切割磁感线时，导体中的自由电子由于和导体一起运动，因而受到洛伦兹力的作用，使导体两端产生电动势，如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A．对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，导体中电子将受到如图所示的涡旋电场力 B．对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量 C．对乙图，当电子沿着导体棒运动时，会产生另一个洛伦兹力分量，但总洛伦兹力不做功 D．对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提供给系统的能量 5．电阻不计的单匝圆形线圈固定在磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。若一定值电阻接在线圈的两端，如图1所示，磁感应强度以均匀增大时，电阻消耗的功率为；若磁感应强度恒为，线圈闭合，在线圈边缘与圆心之间接入定值电阻，如图2所示，电阻不计的金属棒沿着半径放在线圈上（与线圈接触良好），绕圆心匀速转动，电阻消耗的功率也为。金属棒转动的角速度为（　　） A． B． C． D． 6．如图，两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt，式中k为常量，且k>0；在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t=0时刻，金属棒从MN处开始，在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则（　　） A．在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t B．电阻R上的电流随时间均匀增大 C．在时间Δt内流过电阻的电荷量为Δt D．金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大 7．如图所示，空间存在磁感应强度大小相等，方向分别垂直于光滑绝缘水平面向上和向下的匀强磁场，由粗细均匀的电阻丝制成边长为L的正方形线框ABCD，在外力F的作用下从磁场边界以速度v垂直进入磁场并匀速穿出磁场。已知两磁场宽度均为线框长度的2倍，磁感应强度大小均为B。在匀速通过两磁场的整个过程中，下列关于A、B两点间电势差随时间t的变化关系图像（其中），可能正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，日字形金属框长、宽L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值为的定值电阻，中间位置和右端接有阻值为的金属棒和金属棒，其它电阻不计，线框总质量为m。金属框右侧有宽为的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。已知金属框以初速度进入匀强磁场，最终棒恰好没从磁场中穿出。下列说法正确的是（　　） A．在棒进入磁场前，通过棒间定值电阻的总电荷量为 B．在棒进入磁场后，通过间定值电阻的总电荷量为 C．棒刚进入磁场时的速度为 D．整个过程中间定值电阻产生的焦耳热为 二、多选题 9．如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为正的常量，线圈电阻为R，则磁感应强度从增大到2时间内（　　） A．线圈中电子沿逆时针方向定向移动 B．线圈面积有缩小的趋势 C．线圈中产生的焦耳热为 D．通过导线横截面的电荷量为 10．如图1所示，匝数为1000匝的线圈与定值电阻R构成闭合回路，线圈静置于均匀磁场区域，磁场方向与线圈平面垂直，已知线圈面积为，电阻为2Ω，定值电阻R阻值为2Ω。磁场随时间增强，时，磁场磁感应强度大小为0.05T，变化的磁场对MN右侧电路的影响忽略不计，a、b两点之间电势差随时间的变化图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．磁场方向垂直纸面向里 B．时，磁感应强度随时间的变化率为0.15T/s C．时，磁感应强度的大小为 D．时，穿过线圈的磁通量为 11．如图所示，三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的感应电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值，水平力F向右为正。下列能反映线框中的磁通量、感应电动势E、水平力F和线框消耗的电功率P随时间t的变化规律的图像是（    ） A． B． C． D． 12．如图所示，相距的光滑平行形金属导轨与水平面成角固定放置，匀强磁场与导轨平面垂直，质量为的金属杆与导轨垂直放置，最初静止在导轨最低位置。某时刻给金属杆一沿斜面向上的恒定拉力，经过金属杆达到最大速度。导轨电阻不计，金属杆与导轨接触良好，金属杆接入电路部分的电阻为，重力加速度取，下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场磁感应强度大小为0.4T B．时间内通过回路的电荷量为 C．时间内金属杆的位移大小为 D．内回路产生的热量为 13．如图所示，间距均为1m的平行光滑倾斜导轨与平行光滑水平导轨在M、N处平滑连接，倾斜导轨倾角为，上端连接一阻值为2Ω的定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为2T。一质量为0.6kg的金属棒ab垂直放置在倾斜导轨上的虚线处并由静止释放，滑到M、N处之前已经达到最大速度，最终静止在水平导轨上。已知金属棒接入导轨之间的电阻为1Ω，虚线到M、N处的距离为1.5m，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．金属棒ab运动过程中的最大速度为3m/s B．金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的时间为1.1s C．金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为1.8J D．金属棒ab在水平导轨上滑行的距离为1.35m 14．如图，水平面上有两根固定的光滑平行金属导轨，导轨左侧接了一个阻值为R的定值电阻，两根导轨间距为L，一个质量为m，总电阻为2R，直径为L的均匀金属圆环放置在导轨之间，与两根导轨良好接触，整个空间存在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场，某时刻开始，给圆环一个向右的初速度v0，导轨足够长，下列说法正确的是（　　） A．圆环运动初始时刻，流过电阻R的电流方向为a→b，大小为 B．圆环运动的整个过程中，流过电阻的电荷量为 C．圆环运动过程的总位移大小为 D．整个过程中，电阻上产生的焦耳热为 15．如图所示，在光滑的水平面上建立平面直角坐标系，在第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁感应强度，，x为横坐标值，现使边长为L正方形线框ABCD沿x轴从原点以速度向右匀速直线运动，以下说法正确的是（　　） A．线框中电动势为 B．若线框变成一个面积为S圆形，则电动势为 C．若线框质量为m、电阻为R，给线框一个初速度，则通过线框最大电荷量为 D．若线框质量为m、电阻为R，给线框一个初速度，则通过线框最大电荷量为 16．如图甲，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的粗糙导轨，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量、接入电路的阻值的金属棒，在拉力的作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取，在金属棒从静止开始向右运动的位移的过程中，则（　　） A．金属棒中感应电流的方向为 B．通过定值电阻的电荷量为 C．定值电阻产生的焦耳热为 D．拉力做的功为 三、解答题 17．间距为的平行导轨水平放置，处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，俯视图如图所示。导轨左端接有电阻为的定值电阻，将一质量为的导体棒垂直导轨放置，导体棒接入闭合回路的电阻为，现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右运动一段时间后速度减为零，导体棒运动过程通过导体棒的电荷量为且始终和导轨垂直。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。 (1)求导体棒的运动时间； (2)求导体棒运动过程中导体棒上产生的焦耳热； (3)若导体棒的初始位置距导轨左端为，为保证导体棒以加速度做匀减速运动，所加的磁场就要从开始变化，请写出磁感应强度的倒数与导体棒运动时间的关系式。 18．如图甲所示，水平面上固定有两根足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的右端用导线连接灯泡，其额定电压为，左端垂直放置电阻的金属棒，在矩形区域内有竖直向上变化的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。导轨间距，磁场区域宽，导轨及导线电阻均不计。在时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力时，金属棒刚好到达边界，若从金属棒开始运动直到刚好到达边界的整个过程中灯泡始终正常发光，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求： (1)电路中感应电动势和灯泡的电阻。 (2)金属棒到达磁场边界时的速度的大小。 (3)金属棒穿越磁场区域的过程中，力的平均功率。 19．如图所示，形金属框固定于水平面上，导轨间距，电阻不计，金属棒ab静止于水平轨道上，与导轨左端平行，其质量，阻值。初始时刻金属棒ab与导轨最左端距离。磁场方向垂直金属棒斜向上且与导轨平面夹角，磁场磁感应强度随时间变化的规律为，金属棒与水平轨道的动摩擦因数，重力加速度。（取，）求： (1)0到2s内电路中的电流大小和方向（0~2s内金属杆ab静止）； (2)从开始经过多长时间金属棒开始运动。 20．如图1所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直纸面向里，长为5L的导体棒MN，绕圆心O以角速度ω匀速转动，O、N、M三点始终在一条直线上，O、N间的距离为L，若直接在MN的两端接上电阻为0的导线，则回路中的电流为；如图2所示，磁感应强度大小也为B的匀强磁场垂直纸面向里，由电阻为0的金属导线制成的光滑“L”型导轨分别水平和竖直固定，让导体棒MN（与图1的导体棒MN完全相同）先竖直放置，受到轻微的扰动，M端开始沿竖直导轨向下运动，N端沿水平导轨向右运动，直至完全落在水平导轨上，导体棒始终与轨道接触良好，，求： (1)对图1，导体棒MN的电阻为多大以及导体棒在转动一周的过程中产生的热量； (2)对图2，若导体棒MN的质量为m，重力加速度为g，导体棒MN与竖直方向的夹角为时动能为，则从导体棒MN开始运动到与竖直方向的夹角为的过程中流过回路某一横截面的电荷量为多少，以及导体棒从开始向下运动到与竖直方向的夹角为的过程中，产生的热量为多少。 四、知识点填空题 21．导线切割磁感线时的感应电动势 (1)如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相连，所在平面跟磁感线垂直。导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以速度v向右匀速运动。试根据法拉第电磁感应定律求产生的感应电动势。 。 ①在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的面积变化量是ΔS＝ 。 ②穿过闭合电路的磁通量的变化量则是ΔΦ＝ ＝ 。 ③根据法拉第电磁感应定律E＝求得感应电动势E＝ 。 (2)如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ，将速度v分解为两个分量；垂直于磁感线的分量v1＝ 和平行于磁感线的分量v2＝ ，则导线产生的感应电动势为E＝ ＝ 。 (3)导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向 ，导体棒克服 做功，把其他形式的能转化为电能。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《法拉第电磁感应定律电动势及电路分析》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A A C A C AC BD 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC AD ABD BCD BD BD 1．B 【详解】AB．线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为cd 和af，t = 0时刻cd边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时只有af 边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为 abcdefa，电动势为，故A错误，B正确； C．时，线框旋转180°，此时依旧只有af 边切割磁场产生电动势，感应电动势仍为，故C错误； D．t=0到时，线框abef的磁通量变化量为零，线框bcde的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律，可得平均电动势为，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】AB．由图示图像可知，C时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确，A错误； C．由图示图像可知，0时刻磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．由法拉第电磁感应定律可知，线圈从0至时间内平均感应电动势为 故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．根据右手定则，金属棒两端电势b高于a，A错误； B．切割磁感线的有效速度为水平速度，根据，金属棒两端电压大小不变，B错误； CD．金属棒两端电势b高于a，b端带正电荷，电场力竖直向下，a端带负电荷，电场力竖直向上，金属棒b端先落地，C错误，D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，根据楞次定律，感应电流的磁场向里，由右手定则可知，感应电场方向为顺时针方向，则导体中电子将受到与如图所示的方向相反的涡旋电场力，选项A错误，符合题意； B．由能量关系可知，对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量，选项B正确，不符合题意； C．对乙图，当电子随导体棒向右运动时受到向上的洛伦兹力作用，该洛伦兹力对电子做正功；另一方向当电子沿着导体棒运动时，电子有沿导体棒向上运动的速度，受到向左的洛伦兹力作用，该洛伦兹力做负功，则电子受到的合洛伦兹力不做功，选项C正确，不符合题意； D．由能量关系可知，对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提供给系统的能量，选项D正确，不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】对图1分析，设线圈的半径为，则线圈的面积为，根据法拉第电磁感应定律 又，解得 则功率为 对图2分析，金属棒切割磁感线产生的感应电动势，则有 又，解得 则功率为 联立可得 解得 故选A。 6．C 【详解】A．根据题图可知，MN左边的磁场方向与右边的磁场方向相同，则穿过回路的总磁通量即为两边磁通量之和，在t(t＞0)时刻穿过回路的总磁通量为 故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律得，回路中产生总的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律有 则电阻R上的电流为恒定电流，故B错误； C．在时间Δt内流过电阻的电荷量为 故C正确； D．金属棒受到的安培力大小为 保持不变，金属棒匀速运动，水平拉力大小等于安培力大小，所以水平拉力F保持不变，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】在，只有CD边切割磁感线，因此 在，线圈完全进入磁场，虽然电路中没有感应电流，但AB边以及CD边均切割磁感线，产生感应电动势，因此 在，AB边以及CD边在两反向磁场中同时切割磁感线，线框中有感应电流 因此 在，同，但因磁场方向相反，因此 在，线圈出磁场，AB边切割磁感线，相当于电源，AB两端电压为路端电压， 故选A。 8．C 【详解】A．在PQ棒进入磁场前，回路总电阻 通过CF的总电量 通过棒间定值电阻的总电荷量为，A错误； BC．设PQ棒刚进入磁场时的速度为v1，则从CF进入磁场到PQ棒刚进入磁场的过程，由动量定理 其中 从PQ进入磁场到DE刚进入磁场的过程，由动量定理 其中 联立解得 在棒进入磁场后，通过间定值电阻的总电荷量为，B错误，C正确； D．金属棒PQ刚进入磁场时，整体产生的焦耳热为 其中间定值电阻产生的焦耳热为 金属棒PQ进入磁场后整体产生的焦耳热 D、E间定值电阻产生的焦耳热为 所以整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为Q=Q1+Q2=，D错误。 故选C。 9．AC 【详解】A．根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为顺时针方向，因此电子运动方向为逆时针，故A正确； B．线圈不在磁场中，不受安培力，无收缩扩张的趋势，故B错误； C．线圈中磁通量变化率为，线圈中的感应电动势为，变化过程中产生的焦耳热为，由于，联立解得，故C正确； D．通过导线的电荷量为，解得，故D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】A．如图2可知，a点电势高于b点电势，所以感应电流是从a点流向b点，可知线圈电流为顺时针，根据安培定则可判断出感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里，根据楞次定律可判断原磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律 闭合回路中的电流为 a、b两点电势差为 联立解得 已知1000匝，，，，时，，代入解得 故B正确； C．由图2可知时，，由，可得 时，磁感应强度的大小为 故C错误； D．根据磁通量公式 时，解得穿过线圈的磁通量为 故D正确。 故选BD。 11．AC 【详解】A．当线框运动时间为时，磁通量向外均匀增加直至最大；时，向里的磁通量均匀增加，向外的磁通量均匀减小，总磁通量向外均匀减小直至零，时，总磁通量向里均匀增加直至最大；时，向外的磁通量均匀增加，向里的磁通量均匀减小，总磁通量向里减小直至零，时，总磁通量向外均匀增加至最大；时，向外的磁通量均匀减小直至零，故A正确； B．当线框运动时间为时，仅右侧边切割磁感线，感应电动势为，感应电流沿顺时针方向，感应电动势为负值；时，左右两侧边同时切割磁感线，感应电动势，感应电流沿逆时针方向，感应电动势为正值；时，左右两侧边同时切割磁感线，感应电动势，电流沿顺时针方向，感应电动势为负值；时，仅左侧边切割磁感线，感应电动势，电流沿逆时针方向，感应电动势为正值，故B错误； C．线框受到的安培力的方向一直与运动方向相反，故外力F一直向右，又匀速运动，则外力F大小与安培力大小相同，当线框运动时间为时，安培力，时，两边同时切割磁感线，感应电动势变为两倍，由可知，电流变为原来的两倍，同时有两根导线受到安培力，线框受到的总安培力；时，安培力，故C正确； D．线框消耗的电功率，根据上述分析可知，线框在运动时间为、时，，时，，故D错误。 故选AC。 12．AD 【详解】A．达到最大速度时 其中 解得匀强磁场磁感应强度大小为B=0.4T 选项A正确； B．时间内由动量定理 其中 解得 选项B错误； C．根据 解得时间内金属杆的位移大小为 选项C错误； D．内回路产生的热量为 内回路产生的热量为 则内回路产生的热量为，选项D正确。 故选AD。 13．ABD 【详解】A．根据题意滑到M、N处之前已经达到最大速度，达到最大速度时受力分析如图所示 轴方向有 又， 联立解得 故A正确； B．金属棒ab沿着倾斜导轨下滑过程，根据动量定理有 又 联立解得 故B正确； C．金属棒ab沿着倾斜导轨下滑过程，根据动能定理有 又， 联立解得 故C错误； D．金属棒ab在水平导轨上滑行过程，根据动量定理 又 联立解得 故D正确。 故选ABD。 14．BCD 【详解】A．两个半圆弧均切割磁感线，等效长度为L，等效电路图如图所示，相当于两个相同的电源并联，每一个半圆弧产生的电动势，总电动势也为，每一个半圆弧的内阻，总内阻，整个电路的总电阻 根据闭合电路欧姆定律，有，圆环的左右两个半圆弧均切割磁感线，效果一样，根据右手定则，可判断通过定值电阻的电流方向为a→b，故A错误； B．对整个圆环受安培阻力做变加速直线运动最后停下来，根据动量定理有，解得，故B正确； C．对圆环减速的过程有，联立解得圆环运动过程的总位移大小为，故C正确； D．对整个电路，根据能量守恒定律有，其中，故D正确。 故选BCD。 15．BD 【详解】A．由题意可知BD边所处位置磁感应强度总比AC边所处位置磁感应强度大kL，则由法拉第电磁感应定律得，线框中电动势为，故A错误； B． 如图所示， 假设线框是任意形状的封闭曲线，把曲线在纵向平均分割成无数个条状面元，每个面元的高度为，其任意选择一个矩形ABCD，则这个矩形中产生的感应电动势为 其中的正好是面元的面积，所以再把它求定积分后就是线框的面积。在随位移均匀变化的磁场中，线框在匀速运动时产生的感应电动势与线框的面积成正比，比例系数为，所以电动势为，故B正确； CD．结合上面分析可知当线框速度为v时，设电路中电流为I，由安培力可知BD边与AC边受到安培力差值为 对线框用动量定理得 整理后得 故C错误，D正确。 故选BD。 16．BD 【详解】A．根据右手定则可知金属棒中感应电流的方向为，故A错误； B．感应电动势为 则感应电流为 那么通过定值电阻的电荷量为，故B正确； C．金属棒运动过程中受到的安培力为 则安培力做功为 代入数据并根据图乙可得 因为克服安培力做的功转化为回路中的焦耳热，则定值电阻产生的焦耳热为，故C错误； D．由动能定理可得 代入数据解得拉力做的功为，故D正确。 故选BD。 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）对导体棒应用动量定理 通过导体棒的电荷量为 联立解得导体棒的运动时间 （2）设导体棒运动的位移为，可得 通过导体棒的电流为 其中 联立可得 根据能的转化和守恒，回路产生的焦耳热 导体棒运动过程中产生的焦耳热 解得 （3）为保证导体棒以加速度做匀减速运动，闭合回路中的磁通量不随时间变化，满足 可得 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）在的时间内： 由于灯泡与金属棒串联，电路中电流为： 灯泡两端的电压为 代入数据解得灯泡的电阻 （2）在金属棒离开磁场区域前灯泡两端电压始终不变，则0.2s后电路中的电动势不变，所以金属棒在磁场中匀速运动，由 得金属棒在磁场区域匀速运动的速度为： （3）金属棒穿越磁场区域的过程中做匀速直线运动： 金属棒穿越磁场区域的过程中力的平均功率为：。 19．(1)，方向由a到b (2) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得感应电动势 其中 回路面积 联立解得 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据得 根据楞次定律，可知电流方向由a到b （2）金属棒的受力分析如图所示 安培力F与竖直方向夹角为37°，安培力为 金属棒刚好要滑动时，根据平衡条件有 解得 根据 解得 20．(1)， (2)， 【详解】（1）对图 1 ，导体棒MN绕O点转动产生的感应电动势为， 由闭合电路欧姆定律得 综合可得     导体棒在转动一周的过程中产生的热量 ,        解得 （2）对图2 ， 由法拉第电磁感应定律可得 由欧姆定律可得 由电流的定义可得 综合可得 q =    当导体棒与竖直方向的夹角为 37°， 综合可得   导体棒开始向下运动到与竖直方向的夹角为37°的过程中 ，导体棒重心降低的高度为 由能量守恒定律可得 解得 21．(1) (2) (3) 相反 安培力 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $