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2025-2026学年江西省南昌中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是( )
A. 物理学家欧姆提出分子电流假说，用于解释磁场起源
B. 物理学家安培在分析许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律
C. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系
D. 法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流
2.如图中标出了匀强磁场的磁感应强度、通电直导线中的电流和它受到的安培力的方向，其中正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的是( )
A. 提高交流电源的频率
B. 将金属杯换为陶瓷杯
C. 减少线圈的匝数
D. 增大交流电的周期
4.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。线圈、绕在同一绝缘铁芯上，为灵敏电流计，则( )
A. 闭合开关的瞬间，通过的电流是
B. 断开开关的瞬间，通过的电流是
C. 闭合开关后，滑动变阻器滑片向左滑动过程中，通过的电流是
D. 闭合开关后，匀速向右滑动滑动变阻器滑片，则电流表指针不会偏转
5.如图所示，和是两个相同的小灯泡，是自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡的电阻。假定两灯泡在以下操作中均不会被烧坏，下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间，灯比灯先亮
B. 开关闭合一段时间后，两灯一样亮
C. 开关断开后，灯闪亮后逐渐熄灭
D. 开关断开后，灯闪亮后逐渐熄灭
6.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个形金属盒处于垂直于盒面的匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的动能增大
B. 仅增大形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的动能不变
C. 仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能不变
D. 仅增大粒子的质量且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，粒子出射时的动能减小
7.如图，半径为的圆表示一柱形区域的横截面纸面，在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，带电微粒沿图中直线在圆上的点射入柱形区域，在圆上的点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直，圆心到直线的距离为；另一带电微粒沿图中直径在圆上的点以相同速度射入柱形区域，也在点离开该区域，不计重力及微粒间的相互作用力，则、的比荷之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带负电 B. 粒子的动能最大
C. 粒子在磁场中运动的时间最长 D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大
9.某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是( )
A. 从上往下看，金属线圈中的感应电流沿逆时针方向
B. 从上往下看，金属线圈中的感应电流沿逆时针方向
C. 金属线圈对电梯轿厢下落有阻碍作用，没有阻碍作用
D. 金属线圈有收缩的趋势，有扩张的趋势
10.如图所示，电阻不计、半径为的金属圆环上固定了三根沿半径方向的金属棒、和，其阻值均为，它们之间的夹角均为。圆心角为的扇形内有如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小为。现让金属圆环绕过圆心且与圆环平面垂直的转轴，以角速度顺时针匀速转动，位置不变。下列说法正确的是( )
A. 棒通过磁场的过程中，点的电势高于点的电势
B. 棒通过磁场的过程中，产生的电动势为
C. 棒通过磁场的过程中，两端的电压为
D. 圆环转动一周产生的热量为
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，使用的实验器材如下：
多用电表
电流计
保护电阻
导线
螺线管
条形磁铁
首先探究灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，某同学选用多用电表的 选填“电阻”“直流电流”“直流电压”“交流电压”挡，对灵敏电流计进行测试，首先将灵敏电流计 选填“串联”或“并联”保护电阻后，将多用电表的黑表笔接灵敏电流计的正接线柱、红表笔接灵敏电流计的负接线柱，发现指针向左偏转；
如图所示，若要使电流计的指针向右偏转，下列可行的是 ；
A.螺线管不动，条形磁铁在螺线管中静止不动
B.螺线管不动，条形磁铁极向下，匀速插入螺线管
C.螺线管不动，条形磁铁极向下，快速插入螺线管
D.螺线管不动，条形磁铁极向下，快速拔出螺线管
通过第问的探究可知，电流计的偏转方向与下列哪些因素有关 。
A.条形磁铁的磁极方向
B.条形磁铁的运动方向
C.条形磁铁的运动快慢
12.科技社团的同学在参观河北省某市光伏新能源基地后，对其核心部件霍尔元件产生浓厚兴趣，他们通过查找资料得知霍尔电压满足关系式，其中为霍尔元件的灵敏度，现通过实验探究型号霍尔元件其内可自由移动的粒子为电子的特性。他们用强磁体磁感应强度为恒定值提供磁场，将霍尔元件置于磁场中，连接成如图甲所示的电路。
闭合开关，调节滑动变阻器改变电流大小，用多用电表直流电压挡测量对应的时，红表笔应对接图甲中的 填“”或“”；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图乙所示，多用电表的读数为 保留位有效数字。
重复步骤，根据所测数据在图丙坐标纸上描点并画出图线。若已知该强磁体的磁感应强度，则该霍尔元件的灵敏度 保留位有效数字。
实验前，若未对多用电表的电压挡进行机械调零，在时指针在刻度线左侧，但该同学未修正此误差，这会导致最终计算出的灵敏度的测量值 填“偏大”“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.长的直导线，通以的电流，匀强磁场的磁感应强度都为，图中磁场方向水平向右，图中磁场方向垂直纸面向里，求：
图中导线所受的安培力大小和方向；
图中导线所受的安培力大小和方向。
14.如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为、电荷量为的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好即将飞离斜面，已知磁感应强度的大小为，斜面的倾角为，重力加速度为，滑块可视为质点。求：
滑块滑至底端时的速度大小；
滑块滑至底端时所用时间；
斜面的高度。
15.如图，一足够长的金属导轨质量，放在光滑的绝缘水平面上，导体棒质量电阻不计放置在导轨上且接触良好，已知导体棒与导轨动摩擦因数，构成矩形，导体棒右侧有两个固定于水平面的立柱。导轨段长，开始时右侧导轨的总电阻，导轨单位长度的电阻。以为界，其右侧匀强磁场方向竖直向上，左侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为。在时，一水平向右的拉力垂直作用在导轨的边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度，重力加速度。
求回路中感应电流随时间变化的表达式；
求棒所受的摩擦力随时间变化的表达式；
导轨由静止开始做匀加速直线运动的过程中拉力的最大值为多少？
答案解析
1.【答案】
【解析】解：分子电流假说由物理学家安培提出，用于解释磁场起源，故A错误；
B.感应电流方向的规律是由物理学家楞次总结得出，故B错误；
C.奥斯特通过实验首次观察到电流的磁效应，揭示了电与磁之间的联系，故C正确；
D.恒定电流产生的磁场是稳定的，固定导线圈中的磁通量不变化，不会产生感应电流，法拉第发现的是变化的磁场产生感应电流的现象，故D错误。
故选：。
根据电磁学发展史上各物理学家的核心贡献，逐一核对选项中人物与成就的对应关系，判断史实正误。
本题考查电磁学领域的物理学史，侧重对重要科学家及其贡献的记忆辨析，属于基础识记类题目，能帮助梳理电磁学发展脉络。
2.【答案】
【解析】解：根据左手定则，、、三者互相垂直，垂直于和的平面，中受力水平向左，中受力水平向左，中受力垂直纸面向里，中与平行，不受力作用，故B正确，ACD错误；
故选：。
本题根据左手定则，结合选项，即可解答。
本题考查学生对左手定则的掌握，比较简单。
3.【答案】
【解析】解：、根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
提高交流电源的频率，磁感应强度的变化率变大，感应电动势变大，感应电流的功率增大，故A正确；
B、将金属杯换为陶瓷杯后，由于陶瓷不是导体，因此陶瓷杯中不能产生感应电流，无法给水加热，故B错误；
C、减少线圈的匝数会降低交流电产生的感应电动势，则感应电流的功率减小，使杯内的水沸腾所需的时间延长，故C错误；
D、增大交流电的周期，磁感应强度的变化率变小，感应电动势变小，感应电流的功率减小，故D错误。
故选：。
由题意可知电器的工作原理，则根据原理进行分析可得出缩短加热时间的方法。
本题考查涡流的应用，要注意明确涡流现象本质就是电磁感应，由法拉第电磁感应定律可知涡流现象的强弱的决定因素。
4.【答案】
【解析】解：闭合与断开开关不影响穿过线圈的磁通量，即闭合与断开开关的瞬间，穿过线圈的磁通量都不会发生变化，所以电流表中均无感应电流。故AB错误；
C.闭合开关后，滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，接入左侧电路中的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，线圈中电流的减小，则通过线圈的磁通量顺时针减小，根据楞次定律“增反减同”可知，穿过线圈的感应磁场方向为顺时针，再根据右手螺旋定则可判断电流表中有的感应电流，故C正确；
D.闭合开关后，匀速向右滑动滑动变阻器滑片，接入左侧电路中的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，线圈中电流变大，穿过线圈的磁通量变大，所以中会产生感应电流，则电流表指针会发生偏转，故D错误。
故选：。
根据此时感应电流的条件判断有无感应电流，根据楞次定律判断感应电流的方向。
会应用楞次定律判断感应电流的方向，注意感应电流的产生条件，及铁环的作用。
5.【答案】
【解析】解：开关闭合瞬间，线圈的自感系数很大，通电瞬间会产生很强的自感电动势，阻碍电流的增大，此时可近似认为线圈支路相当于断路。电流只能从灯流过，再经过灯回到电源负极，所以闭合瞬间，、灯同时亮起，故A错误；
B.开关闭合稳定后，线圈的自感作用消失，此时线圈的直流电阻。与灯并联，然后与灯串联，干路电流即流经灯的电流大于灯电流，所以灯比灯更亮，故B错误；
开关断开瞬间，电源被切断，线圈会产生自感电动势，与灯形成闭合回路，阻碍自身电流的减小；电流稳定时的直流电阻小于灯泡的电阻，根据欧姆定律可知流过线圈的电流大于流过的电流，即；断开开关后，中的电流会通过灯形成回路，这个电流比灯原来的电流大，所以灯会闪亮一下，再随线圈电流的减小而逐渐熄灭；而灯所在的干路被切断，电流瞬间消失，不会闪亮，直接熄灭，故C错误，D正确。
故选：。
利用自感通电增流、断电减流的规律，结合线圈直流电阻小于灯泡电阻，分析开关通断瞬间线圈自感电动势对两支路电流的影响。
易错误以为断开开关时灯会闪亮，忽略断电自感回路只有灯、线圈，且稳定时线圈电流大于灯原电流才会让灯闪亮。
6.【答案】
【解析】解：、仅增大加速电压，则每次加速获得的动能变大
设形金属盒的半径为，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子的最大动能为
解得粒子的最大动能
由此可知，粒子射出加速器时的动能大小与加速电压无关，故A正确，B错误；
C、由粒子的最大动能
可知仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能变大，故C错误；
D、由粒子的最大动能
可知仅增大粒子的质量且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，粒子出射时的动能减小，故D正确。
故选：。
首先明确回旋加速器的原理：粒子在磁场中做圆周运动的周期由磁场和粒子本身决定，加速靠狭缝间的电场，粒子最终动能由形盒半径、磁感应强度和粒子质量决定公式推导得动能与半径平方、磁感应强度平方成正比，与质量成反比。
这道题是回旋加速器原理的基础考查题，贴合教材核心知识点，重点检验对“粒子最终动能的决定因素”“电场与磁场周期匹配”等关键原理的理解，选项设置针对性强覆盖电压、形盒半径、磁感应强度、粒子质量对动能的影响，能有效区分学生对概念的混淆点，是一道典型的原理辨析类基础题，难度适中，适合巩固回旋加速器的核心规律。
7.【答案】
【解析】解：作出两粒子运动轨迹如图：
离开时速度方向与直线垂直，圆心到直线的距离为
根据几何关系有：
可知运动的轨迹半径为
则运动的轨迹半径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有：
解得：
可解得、的比荷之比等于：；故B正确，ACD错误；
故选：。
根据题意结合几何关系可知两粒子运动轨迹半径的关系，粒子在磁场中根据洛伦兹力提供向心力可解得、的比荷之比。
解决本题的关键掌握带电粒子在磁场中磁偏转，知道磁偏转做匀速圆周运动，注意洛伦兹力提供向心力与几何关系的应用．
8.【答案】
【解析】解：根据左手定则可知粒子带正电，粒子、带负电，故A错误；
B.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由，得，由于三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，轨道半径越大，速度越大，由图可知，粒子速率最小，粒子速率最大，由粒子的动能，可知粒子动能最大，故B错误；
C.由得，由，由于粒子圆弧转过的圆心角最大，可知粒子运动时间最长，故C正确；
D.由得，由图可知粒子在磁场中运动时的轨道半径最大，粒子所受向心力最大，故D正确。
故选：。
根据左手定则，粒子在垂直纸面向里的磁场中偏转，结合轨迹的弯曲方向可判断粒子所带电荷的正负。三个质量和电荷量相同的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，其轨道半径与粒子速度成正比。在磁场中运动时间取决于轨迹对应的圆心角，粒子的轨迹圆心角最大，因此其运动时间最长。比较轨迹图，粒子的轨道半径最大，因此其速度最大，动能也最大，所受向心力也最大。粒子运动周期由质量、电荷量和磁场决定，三者相同，故周期相等；
本题以带电粒子在匀强磁场中的圆周运动为背景，综合考查洛伦兹力、左手定则、向心力、动能以及运动时间等核心知识点。题目通过三个粒子轨迹的对比，巧妙地将半径、速度、动能、向心力和运动时间等物理量联系起来，计算量适中，但需要学生具备清晰的物理图像和逻辑推理能力。
9.【答案】
【解析】解：、当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故A正确，B错误；
C、结合的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈、都在阻碍电梯下落，故C错误；
D、闭合线圈中向上的磁场减弱，中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，有扩张的趋势，故D正确。
故选：。
带有磁铁的电梯在靠近或远离闭合线圈的过程中，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动。由此分析即可。
本题考查了楞次定律的灵活应用，注意楞次定律也是能量转化与守恒的表现，要正确理解感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动。
10.【答案】
【解析】解：、根据右手定则，棒通过磁场的过程中，点的电势高于点的电势，故A正确。
B、棒通过磁场的过程中，转动切割磁感线产生的电动势为，故B错误。
C、棒通过磁场的过程中，充当电源，外电阻为，根据闭合电路的欧姆定律，则两端的电压为，故C错误。
D、圆环转动一周有一半的时间导体棒在磁场内切割磁感线，则产生的热量为，得，故D正确。
故选：。
根据右手定则分析解答；根据导体棒切割磁感线产生感应电动势公式列式解答；根据闭合电路的欧姆定律列式求解；根据电热的公式列式解答。
考查右手定则和闭合电路的欧姆定律的应用，熟练掌握导体棒切割磁感线产生感应电动势公式，属于中等难度考题。
11.【答案】电阻
串联

【解析】解：要探究灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，需要有电流通过电流计，由于多用电表的电阻挡里面有电源，因此应选用多用电表的电阻挡；将灵敏电流计串联保护电阻后，将多用电表的黑表笔接灵敏电流计的正接线柱、红表笔接灵敏电流计的负接线柱，发现指针向左偏转。
要使电流计的指针向右偏转，则电流应该从电流计的负接线柱流入；
A.螺线管不动，条形磁铁在螺线管中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B.螺线管不动，条形磁铁 极向下，匀速插入螺线管，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入，则指针向右偏转，故B正确；
C.螺线管不动，条形磁铁极向下，快速插入螺线管，穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的正接线柱流入，则指针向左偏转，故C错误；
D.螺线管不动，条形磁铁极向下，快速拔出螺线管，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入，则指针向右偏转，故D正确。
故选：。
通过第问的探究可知，电流计的偏转方向与条形磁铁的磁极方向、条形磁铁的运动方向有关。
故选：。
故答案为：电阻；串联；；。
要探究灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，需要有电流通过电流计，根据多用表的特点分析作答；
要使电流计的指针向右偏转，则电流应该从电流计的负接线柱流入；根据楞次定律结合各选项分析作答；
根据实验过程，结合实验现象分析作答。
本题主要考查了“探究影响感应电流方向的因素”的实验，要明确实验原理，掌握楞次定律的运用；确定电流计偏转方向与电流的关系是解题的关键。
12.【答案】
不变

【解析】解：电流方向从右到左，磁场方向从上向下，因该霍尔元件内自由移动的粒子为电子，所以电子从左向右运动，根据左手定则，可知霍尔元件前表面的电势低于后表面，根据多用电表电流应从红表笔流进、黑表笔流出可知，红表笔应对接图甲中的；使用直流电压挡，读数应为。
在拟合直线上选取相距较远的两点，如和，计算出斜率
根据
可知图像的斜率
解得该霍尔元件的灵敏度
电压挡的零点误差会使所有电压测量值增大或减小一个固定值，这导致图线整体向上或向下平移，但拟合直线的斜率不变，所以多用电表的电压挡没有机械调零对灵敏度的测量值无影响。
故答案为：，；；不变。
根据左手定则判断电势高低以及多用电表电流应从红表笔流进、黑表笔流出分析；
求出图线的斜率，结合斜率和强磁体的磁感应强度求解该霍尔元件的灵敏度；
拟合直线的斜率不变，最终计算出的灵敏度的测量值不变。
所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体时，产生横向电势差的物理现象。霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的。对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力。
13.【答案】图中导线所受的安培力大小是，方向垂直纸面向外 图中导线所受的安培力大小是，方向垂直导线向下
【解析】解：图中与不垂直，安培力大小为
代入数据得
根据左手定则可知，安培力方向垂直纸面向外。
图中与方向垂直，故安培力大小为
代入数据得
根据左手定则可知，安培力方向垂直导线向下。
答：图中导线所受的安培力大小是，方向垂直纸面向外；
图中导线所受的安培力大小是，方向垂直导线向下。
先确定导线电流方向与水平向右磁场的夹角，代入安培力公式计算大小，再用左手定则判断安培力方向；
先确定导线电流方向与垂直纸面向里的磁场垂直，代入安培力公式计算大小，再用左手定则判断安培力方向。
本题考查安培力的计算与方向判断，通过不同磁场方向和导线夹角的设置，检验对安培力公式中角度的理解及左手定则的应用，难度偏易，能有效巩固安培力的核心知识点。
14.【答案】滑块滑至底端时的速度大小 滑块滑至底端时所用时间 斜面的高度
【解析】解：由左手定则可知，滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上，滑块滑至底端时恰不受弹力，则有
代入数据可得
物体沿斜面匀加速下滑，由，
代入数据可得
滑块从斜面顶端运动到底端的过程中，由动能定理得
代入数据可得
答：滑块滑至底端时的速度大小；
滑块滑至底端时所用时间；
斜面的高度。
利用滑块即将飞离斜面时支持力为零的临界条件，结合重力分力与洛伦兹力平衡，求解速度大小；
由牛顿第二定律求出滑块下滑的加速度，再结合匀变速直线运动的速度公式，求解运动时间；
利用匀变速直线运动的速度位移公式求出斜面长度，再结合几何关系求出斜面高度。
本题将洛伦兹力与斜面匀变速运动结合，考查了临界条件分析、受力分析和运动规律的应用，能有效考查学生的综合分析能力。
15.【答案】回路中感应电流随时间变化的表达式为 棒所受的摩擦力随时间变化的表达式为 拉力的最大值为
【解析】解：根据题意，回路中的感应电动势为。
导体棒做匀加速直线运动，速度，在时间内的位移。
回路总电阻。
联立以上各式，解得回路中的电流，代入数据得。
导轨受到外力、安培力以及导体棒施加的摩擦力作用。
其中，安培力大小为。
由于电路中电流处处相等，且两侧磁场磁感应强度大小相等，导体棒所受安培力大小也为，方向竖直向下。
导轨所受摩擦力，代入数据得。
对导轨应用牛顿第二定律，有。
整理可得外力。
根据数学知识，当时，分母最小，外力取得最大值，解得此时。
代入数据可得外力的最大值。
答：回路中感应电流随时间变化的表达式为。
棒所受的摩擦力随时间变化的表达式为。
拉力的最大值为。
导轨匀加速运动时，导体棒切割磁感线产生感应电动势，回路中感应电流由闭合电路欧姆定律决定。导轨位移随时间增加，导致回路总电阻因导轨单位长度电阻而增大，需将速度、位移与电阻变化结合，建立电流与时间的函数关系。
导体棒所受摩擦力取决于其对导轨的正压力。正压力包含重力与安培力，安培力由电流与磁场决定，方向竖直向下。将电流表达式代入安培力公式，再结合动摩擦因数，即可得到摩擦力随时间变化的表达式。
对导轨进行受力分析，水平方向受拉力、安培力及摩擦力。安培力与摩擦力均随时间变化，代入牛顿第二定律可得拉力表达式。该表达式为关于时间的函数，通过分析其数学形式如分式结构可确定最大值出现的条件，进而求出最大拉力值。
本题是一道综合性较强的电磁感应与动力学结合题，其情境设计新颖，将导轨与导体棒置于不同方向的组合磁场中，对学生的物理建模与分析能力提出了较高要求。题目不仅考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式及牛顿第二定律等核心知识，还巧妙地融入了含时变化的电阻与动态过程分析。在求解过程中，学生需要准确构建回路电动势、总电阻随位移变化的表达式，并综合运用动力学观点处理导轨与导体棒的受力关系。本题计算量较大，尤其在第问中，通过数学方法求极值来得到拉力的最大值，这要求学生具备良好的数学工具应用能力与物理过程的综合分析能力，能够有效检验学生对电磁感应中动力学问题的掌握深度。
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