分层突破练11 电磁感应规律及综合应用2026高考物理的二轮专题巩固练【附解析】

/2026高考物理的二轮专题专题分层突破练11电磁感应规律及综合应用基础巩固1.(2024辽宁朝阳二模)如图所示,薄玻璃板上放有两个粗细相同的玻璃水杯,杯中装入质量相等的纯净水,其中右侧水杯内的底部平放一薄铜片,在两个水杯中都放入温度传感器用来测水的温度。在玻璃板的下方,一装有多个磁体的塑料圆盘旋转起来,经过一段时间,可以观测到右侧水杯中水的温度明显上升,而左侧水杯中水的温度没有变化,这是()A.磁体使水杯中的水产生涡流引起的B.磁体使水杯底部的铜片产生涡流引起的C.磁体与空气摩擦生热引起的D.磁体使水杯底部的铜片磁化引起的2.(2024湖南卷)如图所示,有一硬质导线Oabc,其中abc是半径为R的半圆弧,b为圆弧的中点,直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动,导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为()A.φO>φa>φb>φc B.φO<φa<φb<φcC.φO>φa>φb=φc D.φO<φa<φb=φc3.(2025辽宁三校联考)如图所示,为测量储物罐中不导电液体的高度,有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中,电容C可通过开关S与电感或电源相连,当开关从a拨到b时,由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化,可以推知液面的升降情况。关于此装置,下列说法正确的是()A.电源电动势越小,则振荡电流的频率越低B.当电路中电流最大时,电容器两端的电压最小C.开关由a拨向b瞬间,电感L的自感电动势为零D.检测到振荡电流的频率增加,说明液面高度在升高4.“自激发电机”具有自励磁的特点,它无需外部励磁电源就能自行激励产生磁场。其原理如图所示,一金属圆盘在某一大小恒定、方向时刻沿切线方向的外力作用下,在弱的轴向磁场B中绕金属轴OO'转动,根据法拉第电磁感应定律,盘轴与盘边之间将产生感应电动势,圆盘下方螺旋形导线M端通过电刷与盘边相连,N端与金属轴相连,MN中就有感应电流产生,最终回路中的电流会达到稳定值,磁场也达到稳定值。下列说法正确的是()A.MN中的电流方向从N→MB.圆盘转动的速度先增大后减小C.MN中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同D.磁场达到稳定状态后,MN中不再产生感应电流5.(2025辽宁盘锦模拟)如图所示,一电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上,顶端连接定值电阻R。ab为理想有界磁场的边界,ab下方存在垂直于导轨向上的匀强磁场。阻值可忽略的金属棒从无磁场区域某位置垂直于导轨由静止释放,在运动过程中金属棒始终垂直于导轨且接触良好。则关于金属棒进入磁场区域后运动状态的描述,可能正确的是()A.做匀加速直线运动B.做加速度逐渐增加的加速运动C.做匀速运动D.先减速然后反向加速6.(多选)如图甲所示,底部固定有正方形线框的列车进站停靠时,以速度v水平进入竖直向上、磁感应强度为B的正方形有界匀强磁场区域,简化原理图如图乙所示,假设正方形线框边长为l,每条边的电阻相同,磁场的区域边长为d,且l<d,列车运动过程中受到的轨道摩擦力和空气阻力恒定,下列说法正确的是()A.线框右边刚刚进入磁场时,感应电流沿图乙所示逆时针方向,其两端的电压为BlvB.线框右边刚刚进入磁场时,感应电流沿图乙所示顺时针方向,其两端的电压为34C.线框进入磁场过程中,克服安培力做的功等于线框中产生的焦耳热D.线框离开磁场过程中,克服安培力做的功等于线框减少的动能7.(多选)(2024山东卷)如图所示,两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置,由静止释放。MN运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是()A.MN最终一定静止于OO'位置B.MN运动过程中安培力始终做负功C.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN的速率一直在增大D.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN中电流方向由M到N综合提升8.一种电磁驱动的无绳电梯简化模型如图所示,光滑的平行长直金属轨道固定在竖直面内,下端接有电阻,导体棒垂直跨接在轨道上,匀强磁场的方向垂直轨道平面向里。磁场以速度v匀速向上移动,某时刻导体棒由静止释放,导体棒始终处于磁场区域内,轨道和导体棒的电阻均不计且接触良好,则()A.导体棒向上运动的速度可能为vB.导体棒在磁场中可能先下降再上升C.安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量D.安培力对导体棒做的功可能小于回路中产生的热量9.如图所示,边长为2L的正三角形abc区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,一边长为L的菱形单匝金属线框ABCD的底边与bc在同一直线上,线框的∠ABC=60°。使线框水平向右匀速穿过磁场区域,BC边与磁场边界bc始终共线,以B点刚进入磁场为计时起点,规定线框中感应电流逆时针方向为正,则下列图像正确的是()10.(多选)(2024内蒙古呼和浩特一模)如图所示,两根光滑的金属平行导轨放在水平面上,左端向上弯曲,右端连有绝缘弹性障碍物,导轨间距为L=1m,电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T。质量为mb=0.2kg、长为L、电阻为Rb=0.1Ω的金属棒b垂直导轨放置其上,它与磁场左边界的距离为x0=1m,现将质量为ma=0.4kg、长为L、电阻为Ra=0.2Ω的金属棒a从弯曲导轨上高为h=0.45m处由静止释放,使其沿导轨运动。已知在以后的运动过程中,两金属棒始终不会相撞,且金属棒b撞击障碍物前已经是匀速运动状态,撞击过程中不损耗机械能。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,g取10m/s2,则()A.金属棒a刚进入磁场时的速度大小为2m/sB.金属棒b第一次撞击障碍物前,金属棒b上产生的焦耳热为0.2JC.金属棒a刚越过磁场左边界AA'时,它两端的电压为0.3VD.金属棒a最终静止在导轨上,离障碍物的距离为0.64m11.(2025辽宁大连模拟)如图所示,两平行光滑的金属导轨,间距L=1m,其中左侧OA、O'A'段为半径R=5m的四分之一圆弧,中间AD、A'D'段水平,右侧DC、D'C'段与水平面夹角为37°且足够长,水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。初始时刻,质量m1=1kg、在轨道间的电阻R1=1.5Ω的导体棒a,从圆弧顶端OO'位置由静止释放,磁场内的导体棒b静置于导轨上,其质量m2=2kg,在轨道间的电阻R2=0.5Ω。a、b棒始终不发生碰撞,导体棒b在DD'位置离开磁场时速度vb=3m/s。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直,不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻,重力加速度g取10m/s2,求:(1)a棒刚进入磁场时的加速度;(2)从b棒开始运动到出磁场过程中,b棒中产生的焦耳热;(3)若在b棒离开磁场的时间内,对a棒施加一水平向右的恒力F=3N,恰好能使a、b棒都不再离开磁场,最后静止,从b棒离开磁场到a、b棒停止过程中,a、b棒产生的总焦耳热以及b棒停下时与DD'间的距离。12.(2024湖北卷)如图所示,两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L,固定在同一水平面内,直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的14圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直,其左侧无磁场,右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环,水平放置在两直导轨上,其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及圆环可能的形变,金属棒、圆环均与导轨始终接触良好,重力加速度大小为g。现将金属棒ab(1)求ab刚越过MP时产生的感应电动势大小。(2)求圆环刚开始运动时的加速度大小。(3)为使ab在整个运动过程中不与圆环接触,求圆环圆心初始位置到MP的最小距离。13.(2025八省联考内蒙古卷)如图甲所示,两组平行金属导轨在同一水平面固定,间距分别为d和1.5d,分别连接电阻R1、R2,边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示。t=0时,在距磁场左边界d处,一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下,以恒定速度v0向右运动,直至通过磁场,导体棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R,R1、R2的阻值分别为2R、R,其他电阻不计,导体棒与导轨垂直且接触良好。求:甲乙(1)0～dv0时间内,R1中的电流方向及其消耗的电功率(2)dv0～2

专题分层突破练11电磁感应规律及综合应用基础巩固1.(2024辽宁朝阳二模)如图所示,薄玻璃板上放有两个粗细相同的玻璃水杯,杯中装入质量相等的纯净水,其中右侧水杯内的底部平放一薄铜片,在两个水杯中都放入温度传感器用来测水的温度。在玻璃板的下方,一装有多个磁体的塑料圆盘旋转起来,经过一段时间,可以观测到右侧水杯中水的温度明显上升,而左侧水杯中水的温度没有变化,这是()A.磁体使水杯中的水产生涡流引起的B.磁体使水杯底部的铜片产生涡流引起的C.磁体与空气摩擦生热引起的D.磁体使水杯底部的铜片磁化引起的答案B解析纯净水是绝缘体,磁体不能使水产生涡流,A错误;磁体在转动过程中,通过铜片的磁通量发生变化,在铜片中产生涡流,电流生热使水的温度升高,B正确;若磁体与空气摩擦生热,对两侧水杯中水的温度的影响应该是一样的,不能仅一侧升温明显,C错误;磁体不能使铜片磁化,且磁化也不能产生热量,D错误。2.(2024湖南卷)如图所示,有一硬质导线Oabc,其中abc是半径为R的半圆弧,b为圆弧的中点,直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动,导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为()A.φO>φa>φb>φc B.φO<φa<φb<φcC.φO>φa>φb=φc D.φO<φa<φb=φc答案C解析本题考查导体切割磁感线产生感应电动势。如图所示,该导线在纸面内绕O点逆时针转动,相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线,根据右手定则可知O点电势最高;根据E=Blv=12Bωl2,又lOb=lOc=5R>lOa,所以0<UOa<UOb=UOc,得φO>φa>φb=φc3.(2025辽宁三校联考)如图所示,为测量储物罐中不导电液体的高度,有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中,电容C可通过开关S与电感或电源相连,当开关从a拨到b时,由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化,可以推知液面的升降情况。关于此装置,下列说法正确的是()A.电源电动势越小,则振荡电流的频率越低B.当电路中电流最大时,电容器两端的电压最小C.开关由a拨向b瞬间,电感L的自感电动势为零D.检测到振荡电流的频率增加,说明液面高度在升高答案B解析由f=1T=12πLC,可知振荡电流的频率与电源的电动势无关,A错误;当电路中电流最大时,电容器放电完毕,此时电容器两端电压为零,B正确;开关由a拨向b的瞬间,电容器储存的电荷量最多,而电路中的电流为零,电流的变化率最大,电感L的自感电动势最大,C错误;检测到振荡电流的频率增加,说明电容器的电容减小,根据C=4.“自激发电机”具有自励磁的特点,它无需外部励磁电源就能自行激励产生磁场。其原理如图所示,一金属圆盘在某一大小恒定、方向时刻沿切线方向的外力作用下,在弱的轴向磁场B中绕金属轴OO'转动,根据法拉第电磁感应定律,盘轴与盘边之间将产生感应电动势,圆盘下方螺旋形导线M端通过电刷与盘边相连,N端与金属轴相连,MN中就有感应电流产生,最终回路中的电流会达到稳定值,磁场也达到稳定值。下列说法正确的是()A.MN中的电流方向从N→MB.圆盘转动的速度先增大后减小C.MN中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同D.磁场达到稳定状态后,MN中不再产生感应电流答案C解析根据右手定则知,MN中的电流方向从M→N,故A错误;根据右手螺旋定则判断知MN中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,故C正确;圆盘在大小恒定、方向时刻沿切线方向的外力作用下,转动的速度先越来越大,磁场也越来越大,根据法拉第电磁感应定律知产生的电动势也越来越大,流过电阻R的电流也越来越大,最终回路中的电流达到稳定值,圆盘所受安培力的方向与外力方向相反,两力保持平衡,磁场也达到稳定状态,则圆盘转动的速度也达到稳定值,故B错误;可将圆盘看成若干个沿着半径方向的辐条组成,因此在任何时刻都有辐条切割磁感线,故磁场达到稳定状态后,MN中也产生感应电流,故D错误。5.(2025辽宁盘锦模拟)如图所示,一电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上,顶端连接定值电阻R。ab为理想有界磁场的边界,ab下方存在垂直于导轨向上的匀强磁场。阻值可忽略的金属棒从无磁场区域某位置垂直于导轨由静止释放,在运动过程中金属棒始终垂直于导轨且接触良好。则关于金属棒进入磁场区域后运动状态的描述,可能正确的是()A.做匀加速直线运动B.做加速度逐渐增加的加速运动C.做匀速运动D.先减速然后反向加速答案C解析设金属棒进入磁场时速度为v,则感应电动势E=BLv,感应电流I=ER,安培力F=B26.(多选)如图甲所示,底部固定有正方形线框的列车进站停靠时,以速度v水平进入竖直向上、磁感应强度为B的正方形有界匀强磁场区域,简化原理图如图乙所示,假设正方形线框边长为l,每条边的电阻相同,磁场的区域边长为d,且l<d,列车运动过程中受到的轨道摩擦力和空气阻力恒定,下列说法正确的是()A.线框右边刚刚进入磁场时,感应电流沿图乙所示逆时针方向,其两端的电压为BlvB.线框右边刚刚进入磁场时,感应电流沿图乙所示顺时针方向,其两端的电压为34C.线框进入磁场过程中,克服安培力做的功等于线框中产生的焦耳热D.线框离开磁场过程中,克服安培力做的功等于线框减少的动能答案BC解析根据右手定则,线框进入磁场时,感应电流沿顺时针方向,线框此时切割磁感线产生的感应电动势为Blv,线框右边两端的电压为路端电压,即为U=34E=347.(多选)(2024山东卷)如图所示,两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置,由静止释放。MN运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是()A.MN最终一定静止于OO'位置B.MN运动过程中安培力始终做负功C.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN的速率一直在增大D.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN中电流方向由M到N答案ABD解析根据能量守恒,金属棒下滑重力势能最终全部克服安培力做功,转化为内能,A正确;MN运动过程中安培力始终做负功,B正确;从释放开始,棒受到重力、支持力和安培力,当沿轨迹切线方向的合力为零时,速率最大,C错误;根据右手定则可判断D正确。综合提升8.一种电磁驱动的无绳电梯简化模型如图所示,光滑的平行长直金属轨道固定在竖直面内,下端接有电阻,导体棒垂直跨接在轨道上,匀强磁场的方向垂直轨道平面向里。磁场以速度v匀速向上移动,某时刻导体棒由静止释放,导体棒始终处于磁场区域内,轨道和导体棒的电阻均不计且接触良好,则()A.导体棒向上运动的速度可能为vB.导体棒在磁场中可能先下降再上升C.安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量D.安培力对导体棒做的功可能小于回路中产生的热量答案D解析根据题意,导体棒始终处于磁场区域内,开始时磁场匀速向上移动,设导体棒相对磁场向下的速度大小为Δv,根据右手定则判断感应电流方向沿导体棒水平向右,安培力竖直向上,若安培力小于导体棒重力,则导体棒会先向下做加速运动,至安培力等于导体棒重力时,开始匀速向下运动;若安培力大于导体棒重力,则导体棒会先向上做加速运动,至安培力等于导体棒重力时,开始匀速向上运动,故B错误。设导体棒运动速度为v1,由以上分析可知,当导体棒匀速时,速度最大,此时受力平衡BIL=mg,导体棒产生的电动势为E=BL(v-v1),回路电流为I=ER=BL(v-v1)R,则导体棒速度最大为v1=v-mgRB2L2,则导体棒向上运动的速度v1小于v,故A错误。若导体棒刚释放时有mg=BIL,其中I=BLvR,则导体棒保持静止,此时安培力对导体棒做的功和导体棒机械能的增量均为零,故C错误;若导体棒刚开始运动时安培力大于导体棒重力,则导体棒向上运动,设导体棒运动速度为v1,则回路的热功率P热=E2R=[BL(v-9.如图所示,边长为2L的正三角形abc区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,一边长为L的菱形单匝金属线框ABCD的底边与bc在同一直线上,线框的∠ABC=60°。使线框水平向右匀速穿过磁场区域,BC边与磁场边界bc始终共线,以B点刚进入磁场为计时起点,规定线框中感应电流逆时针方向为正,则下列图像正确的是()答案A解析设线框匀速运动速度大小为v,以B点刚进入磁场为计时起点,在0～Lv内,AB边逐渐进入磁场切割磁感线,产生的电动势为E1=Bvxsin60°=3Bv2t2,线框中的电流大小为I1=E1R=3Bv2t2R∝t,根据楞次定律可知,线框中的电流方向为逆时针方向,即电流为正;在Lv～2Lv内,整条AB边在磁场中切割磁感线,DC边逐渐进入磁场切割磁感线,线框产生的电动势为E2=EAB-EDC=3BLv2-Bv·(vt-L)sin60°=3BLv-10.(多选)(2024内蒙古呼和浩特一模)如图所示,两根光滑的金属平行导轨放在水平面上,左端向上弯曲,右端连有绝缘弹性障碍物,导轨间距为L=1m,电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T。质量为mb=0.2kg、长为L、电阻为Rb=0.1Ω的金属棒b垂直导轨放置其上,它与磁场左边界的距离为x0=1m,现将质量为ma=0.4kg、长为L、电阻为Ra=0.2Ω的金属棒a从弯曲导轨上高为h=0.45m处由静止释放,使其沿导轨运动。已知在以后的运动过程中,两金属棒始终不会相撞,且金属棒b撞击障碍物前已经是匀速运动状态,撞击过程中不损耗机械能。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,g取10m/s2,则()A.金属棒a刚进入磁场时的速度大小为2m/sB.金属棒b第一次撞击障碍物前,金属棒b上产生的焦耳热为0.2JC.金属棒a刚越过磁场左边界AA'时,它两端的电压为0.3VD.金属棒a最终静止在导轨上,离障碍物的距离为0.64m答案BD解析对金属棒a,由机械能守恒定律得magh=12mav02,可得金属棒a刚进入磁场时的速度大小为v0=3m/s,故A错误;由法拉第电磁感应定律有E=BLv0,金属棒a两端电压为路端电压,由闭合电路欧姆定律得U=RbRa+RbE,金属棒a刚越过磁场左边界AA'时,它两端的电压为U=1V,故C错误;对金属棒a进入磁场后与金属棒b组成的系统,由动量守恒可得mav0=(ma+mb)v,解得a、b共速后做匀速运动的速度大小为v=2m/s,根据能量守恒定律可得整个回路产生的焦耳热为Q=12mav02−12(ma+mb)v2=0.6J,则金属棒b第一次撞击障碍物前,金属棒b上产生的焦耳热为Qb=RbRa+RbQ=0.2J,故B正确;金属棒a进入磁场后,最终停止,由动量定理可得-BIL·Δt=0-mav0,其中q=I·Δt,即BLq=mav0,又q=ΔΦRa11.(2025辽宁大连模拟)如图所示,两平行光滑的金属导轨,间距L=1m,其中左侧OA、O'A'段为半径R=5m的四分之一圆弧,中间AD、A'D'段水平,右侧DC、D'C'段与水平面夹角为37°且足够长,水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。初始时刻,质量m1=1kg、在轨道间的电阻R1=1.5Ω的导体棒a,从圆弧顶端OO'位置由静止释放,磁场内的导体棒b静置于导轨上,其质量m2=2kg,在轨道间的电阻R2=0.5Ω。a、b棒始终不发生碰撞,导体棒b在DD'位置离开磁场时速度vb=3m/s。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直,不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻,重力加速度g取10m/s2,求:(1)a棒刚进入磁场时的加速度;(2)从b棒开始运动到出磁场过程中,b棒中产生的焦耳热;(3)若在b棒离开磁场的时间内,对a棒施加一水平向右的恒力F=3N,恰好能使a、b棒都不再离开磁场,最后静止,从b棒离开磁场到a、b棒停止过程中,a、b棒产生的总焦耳热以及b棒停下时与DD'间的距离。答案(1)5m/s2(2)8.25J(3)23J4m解析(1)设导体棒a到AA'位置时速度为v0,根据动能定理有mgR=1v0=10m/s根据法拉第电磁感应定律有E=BLv0I=EFA=BIL,FA=ma解得a棒刚进入磁场时的加速度a=5m/s2。(2)从b棒开始运动到出磁场过程中,a、b棒组成的系统动量守恒,则有m1v0=m1va1+m2vbva1=4m/sQ总=12m1v02−12Qb=R2RQb=8.25J。(3)b棒离开磁场时有2vb=gtsin37°解得b棒离开磁场的时间t=1s从b棒返回磁场到a、b棒均静止,a、b棒组成的系统动量守恒,则有m1va2-m2vb=0va2=6m/st时间内对a棒由动量定理有Ft-BILt=m1va2-m1va1I解得t时间内a棒的位移xa=2mFxa+12m1va12+1解得a、b棒产生总的焦耳热Q总'=23J从b棒返回磁场到静止过程中对b棒根据动量定理有∑BBLva'+BLvbΔx3=∑(va'+vb')Δt=xa'+xb=12mm1va2-m2vb=0m1xa'=m2xb解得b棒停下时与DD'间的距离xb=4m。12.(2024湖北卷)如图所示,两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L,固定在同一水平面内,直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的14圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直,其左侧无磁场,右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环,水平放置在两直导轨上,其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及圆环可能的形变,金属棒、圆环均与导轨始终接触良好,重力加速度大小为g。现将金属棒ab