2021届高三物理二轮复习 电磁感应(全国I卷)

2021届高三物理 二轮复习 全国I 卷 电磁感应 1.如图甲所示,光滑平行金属导轨MN PQ 、所在平面与水平面成θ角,M P 、两端接一电阻R ,整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.0t =时对金属棒施加一平行于导轨的外力F ,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,金属棒的电阻为r ,导轨电阻忽略不计.已知通过电阻R 的感应电流I 随时间t 变化的关系如图乙所示.下列关于导体棒运动速度v 、外力F 、流过R 的电荷量q 以及闭合回路中磁通量的变化率t Φ∆∆随时间变化的图像正确的是( )A. B. C. D.2.如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在t ∆时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B ,在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.22Ba t ∆ B.22nBa t ∆ C.2nBa t ∆ D.22nBa t ∆3.著名物理学家弗曼曾设计过一个实验,如图所示.在一块绝缘圆盘上中部安一个线圈,并接有电源,圆盘的四周固定有许多带负电的小球,将整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦,当电源接通的瞬间,下列关于圆盘的说法中正确的是( )A.圆盘将逆时针转动(俯视)B.圆盘将顺时针转动(俯视)C.圆盘不会转动D.圆盘先逆时针转再顺时针转(俯视)4.1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )A.圆盘上没有产生感应电动势B.圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动5.如图所示,电路中A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器.当S闭合与断开时,A、B灯泡的发光情况是( )A.S刚闭合后，灯泡B亮一下又逐渐变暗B.S刚闭合后，灯泡A 亮一下又逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，灯泡A和B一样亮D.S闭合足够长时间后，灯泡A、B都熄灭6.如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直,阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置.0t 时,将开关S由1掷到2.q i v、、和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和棒的加速度,则下列图像中正确的是( )A. B. C. D.7.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,下列图中线框A B、两端电压ABU与线框移动距离x 的关系图像正确的是( )A. B. C. D. 8.如图所示，有一个边界为正三角形的匀强磁场区域，边长为a ，磁感应3，宽为2a ，平行于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿过磁场区域，导体框中感应电流的正方向为逆时针方向，以导体框刚进入磁场时为0t =时刻，则导体框中的感应电流随时间变化的图象是( )A. B. C. D. 9.在光滑水平桌面上有一边长为l 的正方形线框,abcd bc 边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg ,三角形腰长为l ,磁感应强度方向竖直向下,a b e f 、、、在同一直线上,其俯视图如图所示,线框从图示位置在水平拉力F 作用下向右匀速穿过磁场区域,线框中感应电流i t -图像正确的是(以逆时)( )针方向为电流的正方向,时间单位为lvA. B. C. D.10.如图所示,在光滑水平桌面上有一正方形导线框;在导线框右侧有匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.让线圈由位置1通过匀强磁场区域运动到位置2,下列说法中正确的是( )A.线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入的速度越大,感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大D.线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有逆时针方向的感应电流11.如图所示,单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,设穿过线框的最大磁通量为mΦ，线框中产生的最大感应电动势为E,从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时,下列说法正确的是( ) mA.线框转动的角速度为mm E ΦB.线框中的电流方向在图示位置发生变化C.当穿过线框的磁通量为m Φ时,线框中的感应电动势为m ED.若线框的转动周期减小一半,线框中的感应电动势也减小一半 12.如图所示,位于同一绝缘水平面内的两根固定金属导轨MN M N ''、电阻不计,两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场.现将两根粗细均匀、电阻分布均匀的相同铜棒ab cd 、放在两导轨上,若两棒从图示位置以相同的速度沿MN 方向做匀速直线运动,运动过程中始终与两导轨接触良好,且始终与导轨MN 垂直,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )A.回路中有顺时针方向的感应电流B.回路中的感应电流不断增大C.回路中的热功率不断增大D.两棒所受安培力的合力不断减小 13.半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d ,如图甲所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向里为正方向,变化规律如图乙所示.在0t =时刻,两平行金属板之间中心有一质量为m 、电荷量为q 的微粒恰好处于静止状态,则以下说法正确的是( )A.微粒带负电荷B.第2 s 内上极板带正电C.第3 s 内上极板带负电D.第2 s 末两极板之间的电场强度大小为20.2πV/m r d14.如图所示,相距为L 的两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,其余电路电阻都不计,匀强磁场垂直于导轨平面向下,磁感应强度大小为B .现将质量为m 的导体棒由静止释放,当棒下滑到稳定状态时,速度为v .下列说法错误的是( )A.导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动B.当导体棒速度达到3v 时加速度大小为2sin 3g θC.导体棒的a 端电势比b 端电势高D.导体棒达到稳定状态后,电阻R 产生的焦耳热等于重力所做的功15.如图所示,AB CD 、为两个平行的水平光滑金属导轨,处在方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中,AB CD 、的间距为L ,左右两端均接有阻值为R 的电阻.质量为m 、长为L ,且不计电阻的导体棒MN 放在导轨上,甲、乙为两根相同的轻质弹簧,弹簧一端与MN 棒中点连接,另一端均被固定.导体棒MN 与导轨接触良好.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN 具有水平向左的初速度0v ,经过一段时间,导体棒MN 第一次运动到最右端,这一过程中,A C 、间的电阻R 上产生的焦耳热为Q ,则( )A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为2202B L v RB.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生的焦耳热等于23Q C.当导体棒第一次到达最右端时,每根弹簧具有的弹性势能为20122mv Q -D.当导体棒第一次回到初始位置时,A C 、间电阻R 的热功率为016.如图甲所示,边长为0.1 m 的正方形单匝线框abcd 中存在垂直线框平面的匀强磁场,以垂直平面向里为正方向,磁场随时间变化的图像如图乙所示。

已知线框单位长度的电阻为0.25Ω,则下列说法正确的是( )A.0~0.2 s内,线框中感应电动势的大小为0.01 VB.0.2~0.4 s内,线框中的感应电流沿逆时针方向C.0~0.2 s内,流过线框的电荷量q为0.04 CD.若磁场恒为0.1 T,当线框以1m/sv=的速度水平向运动时,产生的感应电流的大小为0.1 A17.在水平桌面上，有一个矩形导线框abcd，导线框内有一个圆形金属环P 和一个圆形区域的磁场，磁场方向以竖直向下为正，如图甲所示.圆形区域内的磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，不计P中电流对矩形导线框中电流的影响.下列说法正确的是( )A.在1t~2t时间内，P有收缩趋势B.在2t~3t时间内，P有扩张趋势C.在2t~3t时间内，P中有沿逆时针方向的感应电流D.在3t~4t时间内，P中有沿逆时针方向的感应电流18.如图甲所示,垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度 1.0TB=,质量h=、总电阻5R=Ω,100m=,高0.05m0.04kgn=匝的矩形线圈竖直固定在质量M=的绝缘小车上,小车与线圈的水平长度L相等.线圈和小车一起沿0.08kg光滑水平面运动,并以初速度010m/sv=进入磁场,线圈平面和磁场方向始终垂直.若小车运动的速度v随小车的位移x变化的v x-图像如图乙所示,则根据以上信息可知( )A.小车的水平长度15cmL=B.磁场的宽度35cmd=C.小车的位移10cmx=时线圈中的电流7AI=D.线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量 5.46JQ=19.如图所示,坐标系xOy所在平面为光滑水平面,现有一长为d、宽为L的线框MNPQ在外力F作用下,沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度0cosπB B xd=,规定竖直向下为磁感应强度的正方向,线框电阻为R,在0t=时刻MN边恰好在y轴处,则下列说法正确的是( )A.外力F是沿x轴负方向的恒力B.在0t=时,外力大小224B L v FR =C.通过线框的瞬时电流0πcosvtB Lvd IR=D.经过时间d t v =,线框中产生的电热2202B L vd Q R =20.半径分别为r 和2r 的同心半圆导轨MN PQ 、固定在同一水平面内,一长为r 、电阻为2R 、质量为m 且质量分布均匀的导体棒AB 置于半圆轨道上,BA 的延长线通过导轨的圆心O ,装置的俯视图如图所示.整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,在N Q 、之间接有一阻值为R 的电阻.导体棒AB 在水平外力作用下,以角速度ω绕O 顺时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A.导体棒AB 两端的电压为234Br ωB.电阻R 中的电流方向从Q 到N ,大小为22Br R ωC.外力的功率大小为2423342B r mgr R ωμω+ D.若导体棒不动,要产生同方向的感应电流,可使竖直向下的磁感应强度增加,且变化得越来越慢21.如图甲所示,在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框,铜线框边长为a ,在1位置以速度0v 进入磁感应强度为B 的匀强磁场并从0t =开始计时,若磁场的宽度为(3)b b a >,在03t 时刻线框到达2位置速度又为0v 并开始离开匀强磁场.此过程中v t -图像如图乙所示,则( )A.0t =时,MN 边两端的电压为0BavB.在0t 时刻线框的速度为002Ft v m -C.线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比0t 时刻线框的速度大D.线框从位置1进入磁场到完全离开磁场到达位置3过程中,线框中产生的电热为2Fb22.如图所示,光滑水平轨道MN PQ 、和光滑倾斜轨道NF QE 、在N Q 、点连接,倾斜轨道倾角为θ,轨道间距均为L ,轨道足够长.水平轨道间连接着阻值为R 的电阻,质量分别为M m 、,电阻分别为R r 、的导体棒a b 、分别放在两组轨道上,导体棒均与轨道垂直,导体棒a 与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接,弹簧另一端固定在竖直墙壁上.水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场,倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场,该磁场区域仅分布在QN 和EF 所围的区域内,QN EF 、间距离为d ,两个区域内的磁感应强度分别为12B B 、,以QN 为分界线且互不影响.现在用一外力F 将导体棒a向右拉至某一位置处,然后把导体棒b 从紧靠分界线QN 处由静止释放,导体棒b 在出磁场边界EF 前已达到最大速度.当导体棒b 在磁场中运动达到稳定状态时,撤去作用在a 棒上的外力后发现a 棒仍能静止一段时间,然后又来回运动并最终停下来.求：(1)求导体棒b 在倾斜轨道的磁场区域中运动的最大速度;(2)求撤去外力后,弹簧弹力的最大值;(3)如果两个区域内的磁感应强度12==B B B 且导体棒的电阻R r =,从b 棒开始运动到a 棒最终静止的整个过程中,电阻R 上产生的热量为Q,求弹簧最初的弹性势能.23.如图所示,光滑平行轨道abcd 的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,bc 段轨道宽度是cd 段轨道宽度的2倍,bc 段轨道和cd 段轨道都足够长,将质量相等的金属棒P 和Q 分别置于轨道上的ab 段和cd 段,且与轨道垂直.Q 棒静止,让P 棒从距水平轨道高为h 的地方由静止释放,求:(1)P 棒滑至水平轨道瞬间的速度大小;(2)P 棒和Q 棒最终的速度.24.如图,光滑斜面的倾角30α=°,在斜面上放置一矩形线框,abcd ab 边的边长11m l =,bc 边的边长20.6m l =,线框的质量1kg m =,电阻0.1R =Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量2kg M =,斜面上ef 线(////ef gh ab )的上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度0.5T B =,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间内做匀速运动,ef线和gh间的距离11.4ms=,g取210m/s,求:(1)线框进入磁场前重物M的加速度大小；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小;(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；(4)ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热.25.如图所示,MN与PQ是两条水平放置且彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为0.5mr=Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强L=,质量1kgm=、电阻0.5磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里,磁感应强度的大小为2TB=,导轨左端接阻值2R=Ω的电阻,导轨电阻不计.0t=时刻ab杆受水平拉力F的作用后由静止开始向右做匀加速运动,第4 s末ab杆的速度为2m/sv=.求:(1)4 s末ab杆受到的安培力A F的大小;(2)若0~4 s时间内,电阻R上产生的焦耳热为1.7 J,这段时间内水平拉力F做的功为多少;(3)若第4 s末以后,拉力不再变化,且4 s末至ab杆达到最大速度的过程中通过杆的电荷量4Cq=,则该过程ab杆克服安培力做的功A W为多大(结果保留两位有效数字).26.如图所示,足够长的金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度 1.0mL=,导轨上放有垂直导轨的金属杆P,金属杆P的质量0.1kgm=,空间存在磁感应强度B=、竖直向下的匀强磁场.连接在导轨左端的电阻 3.0R=Ω,金属杆P的0.5T电阻 1.0r=Ω,其余部分电阻不计.某时刻给金属杆P一个水平向右的恒力F,金属杆P由静止开始运动,图乙是金属杆P运动过程的v t-图像,导轨与金属μ=.在金属杆P运动的过程中,第一个2 s内通过金杆P间的动摩擦因数0.5属杆P的电荷量与第二个2 s内通过金属杆P的电荷量之比为3:5.g取210m/s.求：(1)水平恒力F的大小;(2)第一个2 s内的位移;(3)前4 s内电阻R上产生的热量.参考答案1.答案：B解析：根据题图乙可知,I kt =,其中k 为比例系数,又E Blv =，EI R r =+，所以()k R r v t Bl +=,v t -图线是一条过原点、斜率大于零的直线,说明导体棒做的是初速度为零的匀加速直线运动,即v at =,故A 错误;由闭合电路欧姆定律可得,E I kt R r ==+,可得()E kt R r =+,而E t Φ∆=∆,所以()kt R r t Φ∆=+∆,t tΦ∆-∆图线是一条过原点、斜率大于零的直线,故B 正确;对导体棒,由牛顿第二定律可得sin F BIl mg ma θ--=,而,Blv I v at R r ==+,可得22sin B l a F t ma mg R r θ=+++,可见F t -图线是一条斜率大于零且与F 正半轴有交点的直线,故C 错误;212Bl at q I t R r R rΦ⋅∆=∆===++22()Bla t R r +,q t -图线是一条开口向上的抛物线(右支),故D 错误.2.答案：B 解析：磁感应强度的变化率2B B B B t t t ∆-==∆∆∆,法拉第电磁感应定律公式可写成22Ba B E n n S t t ∆==∆∆,其中磁场中的有效面积212S a =,代入得22Ba E n t =∆,选项B 正确，ACD 错误.3.答案：A解析：当电源接通的瞬间,由安培定则可知,线圈内的磁场方向向上,线圈中的电流增大将产生增强的磁场,则穿过绝缘圆盘的磁通量增加,根据电磁场理论可知,变化的磁场会产生电场,根据楞次定律可知,线圈周围产生顺时针方向的电场,负电荷受到的电场力与电场方向相反,则带负电的小球会受到逆时针方向的电场力,故圆盘将逆时针转动(俯视),A选项正确,B、C、D选项错误.4.答案：B解析：圆盘转动时,可看成沿半径方向的金属条切割磁感线,从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势,故A错误;圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中,内部距离圆心远近不同的点电势不等,从而形成涡流,涡流产生的磁场又导致磁针转动,故B正确;由于圆盘面积不变,距离磁针的距离不变,故在磁针的磁场中,穿过整个圆盘的磁通量没有变化,故C错误;圆盘整体电荷均匀分布,呈电中性,仅圆盘转动不会形成电流,故D错误.5.答案：B解析：S闭合时，由于线圈自感系数很大，对电流阻碍作用很强，相当于断路，两灯泡瞬间都亮，但由于线圈电阻可忽略，S闭合足够长时间后，相当于导线，灯泡A被短路熄灭，所以灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B一直亮，故A、C、D选项错误，B选项正确.6.答案：D解析：开关S由1掷到2,电容器放电会在回路中产生电流,导体棒通有电流后会受到安培力的作用而加速运动.导体棒切割磁感线,速度增大,感应电动势E BLv=增大,感应电动势的方向与电容器提供的电流方向相反,因此电流减小,安培力F BIL=减小,加速度a减小,当感应电动势与电容器两端电压相等时,回路中电流为0,安培力为0,导体棒做匀速运动,此时电容器所带电荷量不为0,故D正确,A、B、C错误.7.答案：D解析：由楞次定律判断可知,在线框穿过磁场的过程中,A 点的电势始终高于B 点的电势,则AB U 始终为正值.AB 、DC 两边切割磁感线时产生的感应电动势为E Bav =.在0~a 过程中,AB 切割磁感线,A B 、两端的电压是路端电压,则3344AB U E Bav ==;在~2a a 过程中,线框在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有变化,不产生感应电流,则 AB U E Bav ==;在2~3a a 过程中,A B 、两端的电压为1144AB U E Bav ==,故D 正确.8.答案：D解析：导体框进入磁场过程中,穿过导体框的磁通量增加,根据楞次定律可得,导体框中感应电流的方向为逆时针方向,离开磁场过程中,导体框中感应电流的方向为顺时针方向,故选项B 、D 错误;由题图可知,导体框开始进入磁场的一段时间内,切割磁感线的有效长度L 不变，电流E BLv I R R==的大小不变,当导体框左边部分穿出磁场时,切割磁感线的有效长度L 减小,感应电流减小,导体框左边完全离开磁场后,导体框右边完全进入磁场,然后导体框右边切割磁感线,感应电流反向,此后一段时间内,导体框切割磁感线的有效长度L 不变,感应电流大小不变,导体框右边离开磁场的过程中,导体框切割磁感线的有效长度L 减小,感应电流减小,故选项A 错误,C 正确. 9.答案：B解析：bc 边的位置坐标x 在0~l 的过程中,根据楞次定律可知,感应电流方向沿a b c d a →→→→,为正值;线框bc 边有效切割长度L vt =,感应电动势2E BLv Bv t ==，感应电流2E Bv t i R R ==，即感应电流均匀增大.同理,x 在l ~2l 的过程中,根据楞次定律可知,感应电流方向沿a d c b a →→→→,为负值,感应电流均匀增大,故A 、C 、D 错误,B 正确.10.答案：A解析：线圈进入匀强磁场区域的过程中,穿过线圈的磁通量增加,则有感应电流产生,根据,E E BLx I R ==可知,进入的速度越大,感应电流越大,A 选项正确;整个线圈在匀强磁场中运动时,穿过线圈的磁通量不变,则无感应电流产生,B 、C 选项错误;根据楞次定律,线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有顺时针方向的感应电流,D 选项错误.11.答案：A解析：根据交变电流产生的原理可知,线框匀速转动产的最大感应电动势m E nBS ω=,结合题干可得线框转动的角速度为m m E Φ,A 正确;图示位置感应电动势最大,电流方向的改变在电动势等于0的时刻,B 错误;当穿过线框的磁通量为m Φ时,线框中的感应电动势为0,C 错误;根据法拉第电磁感应定律可知,若线框的转动周期减小一半,转动角速度变为原来的2倍,线框中的感应电动势变为原来的2倍,D 错误.12.答案：D解析：两棒以相同的速度沿MN 方向做匀速直线运动,穿过回路的磁通量不断增加,根据楞次定律可知,感应电流方向沿逆时针,故A 错误;设两棒原来相距为s ,M N ''与MN 的延长线夹角为α,回路中总的感应电动势()tan cd ab cd ab E BL v BL v Bv L L Bv s α=-=⋅-=⋅,保持不变,由于回路的总电阻不断增大,所以回路中的感应电流不断减小,故B 错误;回路中的热功率2,E P E R =不变,R 增大,则P 不断减小,故C 错误;两棒所受安培力的合力()tan ,cd ab cd ab F BIL BIL BI L L BI s I α=-=⋅-=⋅减小,其他量不变,所以F 减小,故D 正确.13.答案：B解析：由题图乙可知,在第1 s 内,磁场垂直于纸面向里,磁感应强度变大,感应电流沿逆时针方向,由此可知,上极板电势低,是负极,下极板是正极,电场强度方向向上,由平衡条件可知电场力方向向上,则微粒带正电荷,故A 错误;在第2 s 内,磁场垂直于纸面向里,磁感应强度变小,穿过金属圆环的磁通量变小,由楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向,由此可知,上极板电势高,带正电,故B 正确;同理可知,第3 s 内上极板带正电,故C 错误;根据法拉第电磁感应定律可知,在第2 s 末产生的感应电动势20.1πV B E S r t t Φ∆∆===∆∆,则两极板间的电势差20.1πV U r =,两极板之间的电场强度大小为20.1πV/m U r d d =,故D 错误.14.答案：C解析：根据牛顿第二定律可得,金属棒下滑过程中的加速度22sin sin mg BIL B L v a g m mR θθ'-==-,由此可知,速度增大则a 减小,所以导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动,A 选项正确;由A 选项可知,22sin B L v a g mR θ'=-,当速度v v '=时,加速度为零,即22sin B L v g mR θ=,当导体棒速度达到3v 时,加速度222223sin sin sin 3v B L B L v a g g g mR mR θθθ⋅'=-=-=,B 选项正确;根据右手定则可得,金属棒中的电流方向为a b →,由于金属棒为电源,所以b 端电势高,C 选项错误;导体棒达到稳定状态后,根据能量守恒定律可得,电阻R 产生的焦耳热等于重力所做的功,D 选项正确.15.答案：A解析：初始时刻,导体棒产生的感应电动势0E BLv =,通过导体棒的感应电流02BLv E I R R ==并,导体棒受到的安培力2202B L v F BIL R ==,故A 选项正确,导体棒第一次运动至最右端的过程中,A C 、间的电阻R 上产生的焦耳热为Q ,回路中产生的总焦耳热为2Q ,由于安培力始终对MN 做负功,产生焦耳热,导体棒做往复运动,导体棒第一次到达最左端的过程中,平均速度最大,平均安培力最大,位移也最大,克服安培力做功最多,整个回路中产生的焦耳热应大于12233Q Q ⋅=,故B 选项错误;由能量守恒定律得20p 1222mv Q E =+,导体棒第一次到达最右端时每根弹簧具有的弹性势能2p 014E mv Q =-,故C 选项错误;由于回路中产生焦耳热,棒和弹簧的机械能有损失,所以当导体棒再次回到初始位置时,速度小于0v ,导体棒产生的感应电动势0E BLv <,由电功率公式2E P R=知,A C 、间电阻R 的热功率小于222B L v R，但不为零,故D 选项错误.16.答案：AD解析：0~0.2 s 内,线框中产生的感应电动势0.01V B SE t∆⋅==∆,A 正确;0.2~0.4 s 内,磁场垂直线框向外且均匀增大,根据楞次定律可知,线框中产生顺时针方向的感应电流,B 错误;线框单位长度的电阻为0.25Ω,则线框的总电阻0.2540.10.1R =⨯⨯Ω=Ω,0~0.2 s 内流过线框的电荷量0.02C Eq I t t R=⋅∆=⋅∆=,C 错误;若磁场恒为0.1 T,当线框以速度1m/s v =水平向右运动时,产生的感应电流0.1A E Blv I R R''===,D 正确。