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2025-2026学年安徽省合肥市第168中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于下列各图所对应现象的描述，正确的是( )
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银分子之间存在斥力
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为破坏土壤的毛细现象
2.如图，两端开口的长玻璃管竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱封闭了一段长为的理想气体，此时槽中水银面与管内下方的水银面的高度差为，下列说法正确的是( )
A. 若使管内气体温度降低，则和都变小
B. 若使管内气体温度降低，则增大，不变
C. 若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则和都变大
D. 若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则和都不变
3.如图所示，阴极和阳极是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极在受到光照时能够发射光电子，阴极与阳极之间电压可以调节，闭合开关后，在电路中形成光电流，利用、、三束单色光分别照射图装置的阴极，调节电压进行多次实验，通过收集的实验数据得到如图所示的图像，下列说法正确的是( )
A. 单色光的频率大于单色光的频率
B. 单色光的强度小于单色光的强度
C. 三束光分别照射阴极发生光电效应，其中单色光照射发生光电效应产生的光电子的最大初动能最大
D. 相同时间内单色光比单色光照射到阴极上的光子数少
4.高层建筑中的电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了台永久强磁铁，磁铁极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时，下列说法正确的是( )
A. 超速下降时只有轿厢下方线圈对轿厢有阻碍作用
B. 轿厢上方与下方金属线圈中感应电流方向相同
C. 上、下方线圈都有扩张的趋势
D. 上方线圈有扩张的趋势，下方线圈有收缩的趋势
5.如图所示为两个相邻的有界匀强磁场区，磁场方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为，矩形导线框的边与轴重合，边长为，线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直，以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
6.上海慧眼图甲是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术，其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全，阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流，下列说法正确的是( )
A. 导体板中产生的电流大小不变
B. 阻尼器将机械能转化为内能
C. 将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好
D. 利用这一装置所揭示的原理可制成电动机
7.如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，其中，和为等温过程，和为绝热过程气体与外界无热量交换，该循环过程中，下列说法正确的是( )
A. 过程中，气体的内能不变
B. 过程中，气体分子的平均动能增大
C. 过程中，气体分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. 过程中，外界对气体做的功小于气体内能的增加量
8.在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为，，在，两端输入正弦式交变电流，电压的表达式为，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为：，当开关闭合后，下列说法正确的是( )
A. 通过的电流为 B. 电阻 、消耗的功率之比为：
C. 电路消耗的总功率为 D. 流过电阻的电流的频率为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.下列说法正确的是( )
A. 图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功
B. 图乙中，的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比的氧气大
C. 图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动就是花粉颗粒的轨迹
D. 图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律
10.如图为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，、为负载电阻，其余电阻不计。开始时开关断开，在升压变压器原线圈两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是( )
A. 仅将开关闭合，消耗的功率变小
B. 仅将开关闭合，消耗的功率变小
C. 仅将滑片下移，消耗的功率增大
D. 仅将滑片下移，降压变压器的输出功率可能变小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度可以从刻度尺上读取，空气柱的压强可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。
在相同温度下，、两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知 选填“”“”或“”。
如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积，由压强传感器测得的压强值在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是 。
A.
B.
C.
D.
该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 。
A、热力学温度
B、摄氏温度
C、压强
D、压强的倒数
细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为 结果保留位有效数字。
12.某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是 。
A.将油酸分子视为球形
B.油膜中分子间无相互作用力
C.将油膜看成单分子层
实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸起到稀释作用
C.有助于油酸的颜色更透明便于识别
甲、乙、丙、三位同学分别在三个实验小组做该实验，但都发生了操作错误，这三位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏大的是 。
A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
B.乙在实验时，发现油膜的形状如图所示，然后按此油膜正常计算直径
C.丙在求每滴油酸体积时，的溶液的滴数多记了滴
通过实验得出油酸分子直径为，查阅资料得知这种油酸的密度为，摩尔质量为，则阿伏加德罗常数的表达式为 。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为。当线圈由图示位置转过的过程中，求：
电阻上所产生的热量；
通过电阻的电荷量。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.电影某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态，环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态，活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器，从状态到状态的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度取，求：
气体在状态时的压强；
气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量；
达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。
15.如图所示，两根不计电阻的光滑倾斜平行导轨与水平面的夹角，底端及顶端分别接有和的电阻。在两根导轨所在的平面内建立坐标系。在轴方向到范围内满足方程的曲线与轴所围空间区域内存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于导轨平面向上。金属棒的质量为，电阻，在平行于轴正方向的外力作用下以的速度沿斜面向上匀速运动。已知：，，。求：
当金属棒通过位置时的感应电动势大小；
外力的最大值；
金属棒通过磁场的过程中外力所做的功。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误；
B.水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B错误；
C.当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，说明水不浸润塑料笔芯，故C错误；
D.拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象，减小水分蒸发，故D正确。
故选：。
根据表面张力、浸润和不浸润以及毛细现象的利用与防止进行分析解答。
该题考查表面张力、浸润和不浸润以及毛细现象的利用与防止，会根据题意进行准确分析解答。
2.【答案】
【解析】解：、若使管内气体温度降低，封闭气体做等压变化，即封闭气体压强不变，故不变，根据盖吕萨克定律有
温度降低，减小，故L减小，故AB错误；
、若保持气体温度不变，分析易知封闭气体压强不变，体积也不变，即、都不变，故C错误，D正确。
故选：。
先通过水银柱受力平衡确定气体压强恒定，温度变化时由盖吕萨克定律分析气体长度的变化，液面高度差由气体压强决定；温度不变时上提管子，气体压强不变则体积不变，故L和都不变。
本题考查气体实验定律的应用，核心是通过受力分析确定气体压强恒定，再结合定律分析状态变化，关键在于判断压强不变时，温度和体积变化对液面高度差无影响。
3.【答案】
【解析】解：设遏止电压为有，对于同一种金属，不变，遏止电压与入射光的频率有关，光的遏止电压大，故单色光的频率小于单色光的频率，故A错误；
B.由图可知，光和光的频率相同，在光的频率相同的情况下，入射光越强，饱和电流越大，则光的光强大于光的光强，故B错误；
C.、光遏止电压相同，频率相同，光的遏止电压更大，可知单色光照射发生光电效应产生的光电子的最大初动能最大，故C错误；
D.由图可知，光照射时产生的饱和光电流最小，可知相同时间内单色光比单色光照射到阴极上的光子数少，故D正确。
故选：。
通过图像中遏止电压判断入射光频率与光电子最大初动能，再根据饱和光电流大小分析光强和单位时间内的光子数。
本题通过光电效应的图像，综合考查了遏止电压、入射光频率、光电子最大初动能、光强与光子数的关系，是光电效应基础知识点的典型应用，能有效检验对图像信息的解读能力。
4.【答案】
【解析】解：电梯轿厢底部安装了永磁铁，故上、下方线圈在电梯轿厢下降时会产生感应电流，根据楞次定律，从上往下看可知，上方线圈电流方向为顺时针，下方线圈电流方向为逆时针，上、下方线圈均对轿厢有阻碍作用，故AB错误；
轿厢向下运动，远离上方线圈，故上方线圈有扩张的趋势，轿厢靠近下方线圈，故下方线圈有收缩的趋势，故C错误，D正确。
故选：。
根据楞次定律分析上下线圈的磁通量变化，判断感应电流的方向，再利用“增缩减扩”规律判断线圈的形变趋势。
易错点是混淆上下线圈的磁通量变化趋势，误用“增缩减扩”规律，或忽略磁场方向导致感应电流方向判断错误。
5.【答案】
【解析】解：设线框切割磁感线的边长为，匀速运动的速度大小为，线框的总电阻为。根据法拉第电磁感应定律，每条边切割磁感线产生的感应电动势大小为，对应的感应电流大小为。
线框进入磁场过程中，当，只有边切割磁感线，产生的感应电流大小；根据楞次定律，感应电流方向为逆时针。
当，边在右侧磁场中切割磁感线，边在左侧磁场中切割磁感线，两个边产生的电动势同向叠加，总电动势为，产生的感应电流大小；根据楞次定律，感应电流方向为顺时针。
当，只有边切割磁感线，产生的感应电流大小；根据楞次定律，感应电流方向为逆时针。故ABD错误，C正确。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律计算单条边切割磁感线的感应电动势和电流，线框进入磁场时仅边切割，电流为且逆时针；两磁场重叠时、边同时切割，电动势同向叠加，电流为且顺时针；离开磁场时仅边切割，电流回到且逆时针。
本题考查法拉第电磁感应定律的应用、楞次定律判断感应电流方向，以及线框穿过多个磁场区域时感应电流大小与方向的分段分析，检验对电磁感应规律的理解和分段处理复杂过程的能力。
6.【答案】
【解析】解：、摆锤摆动的快慢不断变化，导致穿过导体板的磁感应强度变化率不断变化，导体板中产生的电流大小也不断变化，故A错误；
B、电磁阻尼原理：摆锤的机械能转换成导体板涡流电能，电流热效应变成内能，故B正确；
C、将整块的导体板分割成多块，则导体板的电阻增大，感应电流减小，阻尼效果减弱，故C错误；
D、该装置的原理是电磁阻尼，而电动机的原理是通电导体在磁场中受安培力，故利用这一装置所揭示的原理不能制成电动机，故D错误。
故选：。
摆锤摆动速度时快时慢，切割磁感线的速度变化，感应电动势变化，涡流大小变化，所以电流不是恒定的；
根据电磁阻尼本质分析；
把导体板分成多块，会隔断涡流回路，涡流变小，阻碍摆动的阻尼作用变弱，阻尼效果变差；
根据电磁阻尼原理分析。
考查电磁阻尼、涡流的产生与损耗，关键记住两点：
电磁阻尼本质：机械能，内能；
把导体板分割、开槽，都是减小涡流、减弱阻尼；整块金属板涡流最大、阻尼最强。
7.【答案】
【解析】解：、为等温过程，气体的内能不变，故A正确；
B、为绝热过程，气体没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减少，所以过程中，气体分子的平均动能减少，故B错误；
C、为等温过程，气体体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；
D、过程中，气体与外界无热量交换，体积减小，外界对气体做功，外界对气体做的功等于气体内能的增加量，故D错误。
故选：。
先分析各过程的温度、体积变化，结合理想气体内能仅与温度有关、热力学第一定律和气体压强的微观解释，逐一判断选项。
本题考查理想气体的等温与绝热过程，结合热力学第一定律和气体微观解释，有效检验对热学循环过程的分析与综合应用能力。
8.【答案】
【解析】解：、和并联后的总阻值为
变压器原、副线圈电流之比为
则副线圈两端电压
原线圈两端电压
电阻两端的电压为
电源电压有效值为
且
代入数据解得
流过的电流，故A正确；
B、根据变压器原、副线圈电流关系得原线圈电流：
电阻消耗的功率
电阻消耗的功率为
电阻 、消耗的功率之比为，故B错误；
C、电阻消耗的功率
电路消耗的总功率为，故C错误；
D、根据可知角速度为，变压器不改变电源的频率，交流电源的频率为，流过电阻的电流的频率也为，故D错误；
故选：。
求出开关闭合后副线圈并联的总电阻的阻值，根据理想变压器原副线圈电流之比、电压之比与匝数之比，结合欧姆定律及功率的公式即可求解。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。
9.【答案】
【解析】解：、图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功，故A正确；
B、温度越高，分子运动越剧烈，速率较大的分子数目占总分子数的比例越大，在图乙中，的氧气，速率大的分子比例较多，其分子的平均速率比的大，故B正确；
C、图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动是每隔一段时间记录的位置，这不是花粉的实际轨迹，花粉的实际运动轨迹更复杂，故C错误；
D、图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，消耗了电能，没有违背热力学第二定律，故D错误。
故选：。
结合分子力做功与势能变化、麦克斯韦速率分布、布朗运动本质和热力学第二定律的应用，逐一分析各选项的正误。
本题综合考查分子力与势能、分子速率分布、布朗运动和热力学第二定律等热学基础知识点，有效检验对热学基本概念和规律的理解与辨析能力。
10.【答案】
【解析】解：、仅将开关闭合，负载电阻与并联，副线圈总电阻减小，用户端电流增大。由可知，输电线电流增大，根据，输电线上消耗的功率变大，故A错误；
B、由于增大，输电线上的电压损失增大，由串联电路电压关系得，故降压变压器原线圈电压减小，其副线圈电压随之减小，根据，负载消耗的功率变小，故B正确；
C、仅将滑片下移，降压变压器副线圈匝数减小，副线圈输出电压减小，输出功率随之减小，根据理想变压器输入功率等于输出功率，输电线电流相应减小，由可知输电线上消耗的功率减小，故C错误；
D、由项分析可知，仅将滑片下移导致副线圈输出电压减小，在负载电阻不变的情况下，根据，降压变压器的输出功率减小，故D正确。
故选：。
明确远距离输电中变压器与负载的相互作用。仅闭合时，负载总电阻减小，用户端电流增大，导致输电线电流增大，输电线上功率损失增加；同时输电线电压损失增大，降压变压器原副线圈电压均减小，使两端电压降低，其消耗功率减小。仅滑片下移时，降压变压器副线圈匝数减少，副线圈输出电压降低，在负载电阻不变时，输出功率减小，进而使输电线电流减小，输电线上消耗的功率相应减小。
本题综合考查远距离输电中的动态分析问题，涉及变压器工作原理、功率计算、电路等效与动态推理等多个核心知识点。题目计算量适中，但要求学生深刻理解理想变压器各物理量的制约关系，特别是输入功率由输出功率决定的本质，并能够准确分析负载变化与匝数调节对输电线上电流、电压及功率的连锁影响。本题的亮点在于通过开关闭合与滑片调节两种不同操作，系统考查学生对远距离输电模型动态变化过程的逻辑推理与综合分析能力，尤其需要辨析清楚输电线上功率变化的原因，对学生的建模分析能力和公式应用能力有较好的锻炼作用。
11.【答案】

【解析】解：由题设条件及乙图知，体积和温度相同时，据气体压强的微观意义组中气体分子数密度较大，故有。
根据理想气体状态方程有
解得
由于实验过程中该同学用手紧紧握住针筒，导致密封气体温度升高，图像的斜率会逐渐变大，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据玻意耳定律有，则图像是一条直线。
图线不过原点，其纵截距反映的是注射器与传感器之间细管中的气体体积，由图可读出
故答案为：；；，。
利用等温过程与的正比关系，根据图线斜率判断气体质量大小；
手握注射器使气体温度升高，压缩过程中图像斜率逐渐增大；
根据玻意耳定律与成正比，判断横坐标为压强的倒数；
根据图线的截距，确定细管内气体体积带来的误差。
本题考查气体等温变化实验的图像分析与误差处理，贴合实验情境，侧重基础规律的应用。
12.【答案】

【解析】解：在用油膜法测油酸分子大小实验中，将油酸分子视为球形、将油膜看成单分子层都是合理假设；而油膜中分子间无相互作用力与本实验无关，故B正确，AC错误。
故选：。
酒精作用是对油酸溶液起到稀释作用，使油膜容易形成单分子层，故B正确，AC错误。
故选：。
甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，浓度增大，油酸体积的测量值偏小，根据，可知油酸分子直径偏小，故A错误；
B.乙在实验时，发现油膜的形状如图所示，然后按此油膜正常计算直径，油膜面积偏小，根据，可知油酸分子直径偏大，故B正确；
C.丙在求每滴油酸体积时，的溶液的滴数多记了滴，油酸体积的测量值偏小，根据，可知油酸分子直径偏小，故C错误。
故选：。
根据密度公式有
根据体积公式有
联立可得
故答案为：；；；。
根据实验原理分析判断；
根据使油膜容易形成单分子层判断；
分析油酸体积和油膜面积变化，结合体积公式判断；
根据密度公式计算。
本题关键掌握“用油膜法估测油酸分子直径”的实验原理和误差分析，计算阿伏加德罗常数的方法。
13.【答案】解：线圈在磁场中匀速转动时产生的正弦式交变电流，电动势的最大值
则电动势的有效值为
电路中电流的有效值
时间
再根据焦耳定律，联立得
根据法拉第电磁感应定律
通过电路的平均电流
则通过电阻的电荷量
答：电阻上所产生的热量为；
通过电阻的电荷量为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和焦耳定律求出产生的热量；
图示位置磁通量为，转过磁通量为，。根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势；根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量。
线框转动过程产生正弦式交变电流，电压表测的是有效值，求通过电阻的电荷量可用平均值，求焦耳热可用有效值。
14.【答案】气体在状态时的压强是 气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量是 达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比是
【解析】解：气体在状态时，有
代入数据可得
气体由状态到状态过程中，气体的压强不变
由盖吕萨克定律有
代入数据可得
气体由状态到状态过程中，气体的体积不变，由查理定律有
代入数据可得
气体从状态到状态的过程中，气体对外做的功为
由热力学第一定律有
代入数据可得
活塞与卡口刚要分离时气体压强为
由知
根据
代入数据可得
漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比
代入数据可得
答：气体在状态时的压强是；
气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量是；
达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比是。
先由到的等压变化用盖吕萨克定律求状态温度，再由到的等容变化用查理定律求状态压强；
计算到过程气体对外做功，结合热力学第一定律求吸收的热量；
漏气过程温度不变，用玻意耳定律分析气体体积变化，结合质量与体积的关系求质量比。
本题考查理想气体状态变化规律与热力学第一定律的综合应用，能有效检验对气体实验定律和热力学第一定律的掌握与综合分析能力。
15.【答案】当金属棒通过位置时的感应电动势大小是 外力的最大值是 金属棒通过磁场的过程中外力所做的功是
【解析】解：由曲线方程可知，在处
则金属棒在处的有效长度为
金属棒做切割磁感线运动，产生感应电动势为，此时最大，则
代入数据得
由，，
代入数据得
由上式可知，当取最大值时，为最大值，此时外力最大，根据曲线方程可知，在处取最大值
和并联，满足关系式
代入数据得
则总电阻
代入数据得
由力的平衡可知
代入数据得
金属棒通过正弦曲线与轴所围空间区域磁场，其中电流的有效值为
通过磁场的时间
焦耳热
安培力做功
对金属棒通过磁场的过程中用动能定理有
代入数据得
答：当金属棒通过位置时的感应电动势大小是；
外力的最大值是；
金属棒通过磁场的过程中外力所做的功是。
将代入曲线方程求出金属棒的有效切割长度，再根据动生电动势公式计算感应电动势大小；
先由曲线方程得到有效切割长度的最大值，求出最大感应电动势，再计算外电路并联总电阻、电路总电流与最大安培力，结合受力平衡和力的分解，求出外力的最大值；；
先分析感应电动势的变化规律，求出其有效值，计算电路产生的焦耳热，再计算金属棒上升过程中克服重力做的功，最后根据动能定理求出外力做的总功。
本题综合电磁感应、受力平衡与能量守恒，结合三角函数与交变电流有效值，考查学生的综合分析与计算能力，知识点覆盖全面。
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