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2025-2026学年上海市宝山区行知中学高二（下）期中物理试卷
一、综合题
1.撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。如图所示，运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员以一定速度水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。
关于运动员在撑杆过程中，下列说法中正确的是______。
A.分析运动员过杆的动作特点时，可将其看成质点
B.上升过程中运动员受到杆的支持力始终大于其受到的重力
C.运动员手上涂“防滑粉”可以增大手掌与杆之间的弹力
D.撑杆起跳过程中运动员受到杆的作用力大小有可能等于重力大小
多选关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是______。
A.杆的弹性势能先增大后减小
B.运动员在上升过程中机械能守恒
C.运动员越过横杆正上方时动能不为零
D.运动员撑杆跳起到达最高点时，杆的弹性势能最小
多选如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：阶段，助跑加速；阶段，杆弯曲程度增大、人上升；阶段，杆弯曲程度减小、人上升；阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为______。
A.人和杆系统的机械能不变
B.人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C.人和杆系统的动能减少量、弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量
D.重力对人所做的功等于人机械能的增加量
撑杆跳运动员越过横杆下落到软垫的过程，如果忽略水平方向的速度，可以等效为小球落到弹簧上的过程。如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方由静止下落，空气阻力恒定。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系图线分别如图所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则求：
小球下落到最低点时的重力势能；
小球在下落过程受到的空气阻力大小；
已知弹簧的劲度系数，小球下落速度最大时的位置坐标保留位有效数字。
2.多选如图所示是新能源汽车部分控制指示灯的电路，是自感系数很大的线圈，其自身电阻几乎为。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是______。
A.开关由断开变为闭合瞬间，、灯泡同时变亮
B.开关闭合后，、灯泡亮度差不多
C.开关由闭合变为断开瞬间，、都闪一下变暗
D.开关由闭合变为断开瞬间，闪一下变暗，立即变暗
图甲为某种新能源汽车智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈和电容器构成振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法错误的是______。
A.时刻电容器间的电场强度为最小值
B.时间内，电容器处于充电过程
C.汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小
D.从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
部分新能源汽车的“智能玻璃”配备了抬头显示系统如图，可将车辆的行驶速度、导航信息等重要行车信息投射到前挡风玻璃上。其原理图如图所示，投影系统完成成像过程后，传导至光波导片中，通过“全反射”原理将光传输到人眼。光波导片的玻璃基底的折射率为，玻璃基底周围介质的折射率为。
______选择：“大于”“小于”。
发生全反射的临界角为______。
“智能玻璃”还能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图所示。当透明度为时，车内光照度为______。
如图甲所示是某款新能源汽车安全气囊的性能测试，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小随时间的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量为，不计空气阻力。则碰撞过程中的冲量大小为______，碰撞过程中系统损失的机械能为______。重力加速度
3.物理实验在物理学发展中是检验理论与推动理论进步的基石。
某同学用可拆变压器探究“原副线圈的电压比与匝数比的关系”。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器可视为理想电压表上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图所示，在时间内该同学先断开开关，其后进行的操作可能是 。
A.减小了交流电源的频率
B.拧紧了松动的铁芯
C.把铁芯取下来了
D.增加了原线圈的匝数
多选如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压对初速度为零的电子加速并连续发射。电子刚好从球心点正下方的点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是 。
A.若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为顺时针垂直纸面向里看
B.若保持不变，增大，则圆形径迹的半径变小
C.若同时减小和，则电子运动的周期减小
D.若保持不变，减小，则电子运动的周期将不变
4.风力发电是一种绿色环保、清洁无污染的发电方式，我国近几年在多地部暑了风力发电装置。
图甲为风力旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与并联的交流电压表为理想电表，在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化、则感应电流随时间变化的函数表达式为______；交流电压表的示数为______。取
发电装置呈现风车外形，由三个叶片构成，风垂直吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电。已知叶片转动时可形成半径为的圆面，某日平均风速为，风能向电能转化的效率为。发电机组输出电压为，经过变电站理想变压器将电压升为远距离输送。空气密度为。
理想变压器的原、副线圈匝数比约为多少？
该风力发电机的输出功率约为多少？
若远距离输电线上损耗的功率不能超过，则输电线的电阻不能超过多少？
如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点、、、、、上，为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中导线中的电流对导线中电流的安培力大小为，该时刻______。
A.点的磁感应强度方向垂直于向下
B.、、、、处根导线在处产生磁场磁感应强度方向沿，由指向
C.导线所受安培力方向沿，由指向
D.导线所受安培力为
5.地球，这颗悬浮于宇宙深空中的蓝色星球，是人类已知唯一孕育生命的家园。
智能手机安装软件后可以测量磁感应强度。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时轴指向不同而轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角。根据表中测量结果可推知______。
测量序号
A.测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向南方
B.测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向北方
C.测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向西方
D.测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向东方
来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图甲所示，某粒子运动轨迹如图乙所示。下列说法正确的是______。
A.粒子从沿逆时针方向射向
B.高速粒子带正电
C.粒子受到的磁场力不断增大
D.若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转
“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则该列波的传播方向______沿轴正向，沿轴负向，无法确定；质点在内通过的路程为______。
小红在查阅资料时看到了嫦娥五号的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁图中未画出，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为。导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为，匝数为，边长为。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为，地球表面的重力加速度为，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。
求滑块的线圈中最大感应电流的大小；
若缓冲装置向下移动距离后速度减为，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
答案解析
1.【答案】 小球下落到最低点时的重力势能为；小球在下落过程受到的空气阻力大小为；已知弹簧的劲度系数，小球下落速度最大时的位置坐标为
【解析】解：分析运动员过杆的动作特点时，运动员的大小和形状不能忽略，所以不可将其看成质点，故A错误；
上升过程中，运动员先加速上升后减速上升，所以支持力先是大于重力，接着等于重力，然后小于重力，故B错误，D正确；
C.运动员手上涂“防滑粉”可以增大手掌与杆之间的摩擦因数，增大最大静摩擦力，不能增大弹力，故C错误。
故选：。
在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，杆的形变量最大，杆的弹性势能最大；然后杆再由弯变直，杆的形变量减小，杆的弹性势能减小，杆的弹性势能先增大后减小，故A正确；
B.运动员在上升过程中，杆对运动员做功，运动员机械能不守恒，故B错误；
C.运动员越过横杆正上方时水平方向上有速度，动能不为零，故C错误；
D.运动员撑杆跳起到达最高点时，杆竖直且恢复原状，杆的弹性势能为零，故D正确。
故选：。
阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加，故A错误；
B.阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减小，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加，故B正确；
C.阶段，杆弯曲程度减小、人上升，杆和人组成的系统机械能守恒，所以动能减少量、弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量，故C正确；
D.阶段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。
故选：。
根据甲图可知，小球下落的初始位置距地面的高度为：
小球在最低点时的重力势能为：；
从到过程中，减小的重力势能为：
增加的弹性势能为：
可知，此过程阻力做的功为：
解得，小球下落到最低点过程受到的阻力大小为：
小球下落速度最大时受力平衡，即：
其中：
解得：
故答案为：；；；小球下落到最低点时的重力势能为；小球在下落过程受到的空气阻力大小为；已知弹簧的劲度系数，小球下落速度最大时的位置坐标为。
根据质点的大小和形状可以忽略的特点，运动员先加速后减速上升运动状态，结合防滑粉”可以增大手掌与杆之间的摩擦因数分析求解；
根据杆的形变量变化情况，上升过程中，杆对运动员做功，结合运动员越过横杆正上方时水平方向上有速度，以及最高点时，杆竖直且恢复原状分析求解；
根据助跑加速，重力势能不变，动能增加，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减小，结合弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量，以及人越过横杆后下落，只有重力做功分析求解；
根据重力势能的表达式分析求解；
根据阻力做功大小等于减小的弹性势能减去增加的重力势能分析求解；
根据小球下落速度最大时受力平衡，结合平衡方程分析求解。
本题考查了力学综合知识，理解物体和运动员不同时间对应的运动状态，结合能量相互转化的情况是解决此类问题的关键。
2.【答案】
【解析】解：、开关由断开变为闭合的瞬间，线圈的自感阻碍电流增大，此时中电流几乎为，由电路的联接结构可知，、灯泡同时有电流通过，、灯泡同时变亮，故A正确；
B、开关闭合稳定后，线圈自感现象消失，其电阻几乎为，灯被短路不会发光，而灯泡有电流通过，灯泡会发光，、灯泡亮度相差很大，故B错误；
、开关断开瞬间，灯泡所在的干路为断路状态，灯泡立即变暗，不会闪一下；线圈与灯组成回路，线圈的自感阻碍电流减小，灯原来无电流，故B灯闪一下后变暗，故C错误，D正确。
故选：。
、如图乙可知，时刻电流最大，则电容器的带电量最小为零，电容器的电压为零，可得电容器极板间的电场强度为最小值，故A正确；
B、如图乙可知，时间内电流变小，则电容器的带电量增大，可知电容器处于充电过程，故B正确；
C、汽车靠近线圈时，线圈自感系数变大，由振荡频率：，可得振荡电流频率变小，故C正确；
D、从图乙波形可知，振荡电流周期变小，则振荡电流频率变大，可知线圈自感系数变小，则汽车正远离地感线圈，故D错误；
本题选择说法错误的，故选：。
发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，由此可知：大于，故选择：。
发生全反射的临界角满足：，则发生全反射的临界角为。
由图可得，当车外光照度分别为、、时，对应的透明度依次为、、，由此可知透明度与车外光照度成反比关系，两者的乘积恒为，车内光照度等于车外光照度乘以透明度，可得车内光照度恒为，故当透明度为时，车内光照度为。
根据图像与时间轴围成的面积表示冲量，由图乙所示的图像可得碰撞过程中的冲量大小为：；
碰撞过程中系统损失的机械能等于头锤的动能减少量。根据自由落体运动规律可得碰撞前瞬间锤头的速度大小为：
，解得：，方向向下。
设向上为正方向，对锤头，由动量定理得：
已知：，
解得碰撞后瞬间锤头的速度为：
碰撞过程中系统损失的机械能为：
解得：。
故答案为：；；；；；；。
开关由断开变为闭合瞬间，线圈的自感阻碍电流增大，、灯泡同时均有电流通过；开关闭合稳定后，线圈电阻几乎为，灯被短路；开关断开瞬间，灯所在干路被切断，电流立即消失，线圈与灯组成回路，线圈的自感阻碍电流减小，灯由无电流变为有电流通过。
时刻电流最大，则电容器的带电量最小为零，根据电容器的定义式分析电压情况，由电场强度与电势差的关系分析电容器极板间的电场强度；时间内电流变小，则电容器的带电量增大；汽车靠近线圈时，线圈自感系数变大，根据振荡频率公式，分析振荡电流频率的变化；从图乙波形可知，振荡电流周期变小，则振荡电流频率变大，由此可知线圈自感系数的变化，推理汽车远离还是靠近地感线圈。
根据发生全反射的条件解答。根据发生全反射的临界角满足的条件解答。由图确定车外光照度与透明度的关系，车内光照度等于车外光照度乘以透明度。
根据图像与时间轴围成的面积表示冲量，求得碰撞过程中的冲量大小；根据自由落体运动规律求得碰撞前瞬间锤头的速度大小，根据动量定理求得碰撞后瞬间锤头的速度，碰撞过程中系统损失的机械能等于头锤的动能减少量。
本题考查了自感现象，振荡电路的动态分析，全反射现象，动量定理的应用。掌握利用图像求解变力的冲量的方法，掌握全反射临界角满足的条件，掌握振荡电路中电流的大小变化与电容器带电量的变化的规律。
3.【答案】

【解析】解：由图像可知频率没有变化，故A错误；
B.拧紧了松动的铁芯会减少电能的损失，使得增大，故B正确；
把铁芯取下来了，增加了原线圈的匝数，都会减少，故CD错误。
故选：。
、为清晰观测电子运动轨迹，需使电子受到方向向上的洛伦兹力。根据左手定则判断，玻璃泡内部磁场方向应垂直纸面向里；再依据安培定则，可确定励磁线圈中的电流方向为顺时针，故A正确；
B、电子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：
解得轨道半径：
电子进入磁场前的动能由加速电压决定：
当加速电压保持不变时，电子速率恒定。若增大电流，则磁感应强度增大，导致轨道半径减小，故B正确；
C、电子运动周期公式为：
可见周期与加速电压无关。当减小电流时，随之减小，则周期增大，故C错误；
D、由周期表达式可知，若不变则不变，此时与无关，因此减小不会改变周期，故D正确。
故选：。
故答案为：；。
据变压器原理结合电压与线圈匝数的比例关系分析解答。
分析电子径迹需考虑洛伦兹力方向，根据左手定则判断磁场方向，再结合安培定则确定线圈电流方向。电子轨道半径与磁感应强度和电子速度有关，速度由加速电压决定。电子运动周期仅与磁感应强度有关，与加速电压无关。改变电流会影响磁感应强度，进而影响轨道半径和周期。
本题探究“变压器的电压与匝数的关系”，关键是理解实验的原理和洛伦兹力演示仪的工作原理，综合考查带电粒子在匀强磁场中的运动规律。题目涉及左手定则、安培定则、圆周运动动力学方程以及电磁学基本公式的灵活应用，具有较强的综合性。题目计算量适中，需要学生准确理解电子在磁场中做匀速圆周运动的物理本质，特别是半径公式和周期公式的推导过程。重点考查学生对洛伦兹力与向心力关系的理解，以及磁感应强度与电流关系的掌握
4.【答案】 理想变压器的原、副线圈匝数比为：；该风力发电机的输出功率约为；输电线电阻不能超过
【解析】解：由图乙可知线圈转动的周期，可得角速度；已知磁通量最大值，可得感应电动势最大值；电路总电阻为线圈内阻与外电阻之和，即，因此感应电流的最大值。
由于时刻线圈平面与磁场方向平行，此时感应电动势和电流均达到最大值，所以感应电流随时间变化的函数表达式为。
交流电压表的示数即外电阻两端电压的有效值，电路中电流的有效值为，可得外电阻两端的电压有效值，即交流电压表的示数为。
根据理想变压器电压与匝数成正比的关系有，已知原线圈电压，副线圈电压，可得匝数比。
单位时间内通过风轮扫过面积的风能功率，其中扫风面积
可得
结合的转化效率，发电机输出功率。
输电电流
因为有的功率损耗限制，可得允许的最大损耗功率
根据，解得输电线的最大电阻。
根据安培定则，、两条导线在点的磁感应强度等大反向，、两条导线在点的磁感应强度等大反向，、两条导线在点的磁感应强度等大反向，所以点的磁感应强度为零，故A错误。
根据安培定则，、、、、处根导线在处产生磁场磁感应强度方向如图所示：
设在处产生的磁感应强度大小为，则在处磁感应强度大小为，、在处磁感应强度大小为，在处产生的磁感应强度大小为，根据磁感应强度的叠加可知，、、、、处根导线在处产生磁场磁感应强度方向垂直于斜向左下，合磁感应强度大小为，方向垂直；根据左手定则和安培力公式可知，受安培力方向为沿，由指向，大小为，故B错误，D正确。
C.同理可得导线所受安培力方向沿，由指向，故C错误。
故选：。
故答案为：，。理想变压器的原、副线圈匝数比为：；该风力发电机的输出功率约为；输电线电阻不能超过。。
由周期求角速度，结合磁通量最大值计算感应电动势和电流的最大值，根据初始位置写出电流瞬时值表达式；计算电流有效值，得到外电阻两端电压的有效值，即电压表的示数。
利用理想变压器电压与匝数成正比的关系，求出原副线圈的匝数比；
通过风能功率公式计算风力发电机的输出功率；
结合功率损耗限制，求出输电线的最大电阻。
根据安培定则分析各导线在点和点产生的磁感应强度，通过矢量叠加判断合磁场方向与大小；利用左手定则判断导线所受安培力的方向和大小。
本题考查交变电流的产生与有效值计算、理想变压器与远距离输电中的功率损耗问题，以及利用安培定则分析磁场叠加、结合左手定则判断安培力方向的知识，全面检验了对交变电流、变压器、磁场叠加和安培力等核心电磁学规律的应用能力。
5.【答案】 线圈中最大感应电流的大小为；每个缓冲线圈中通过的电量为，产生的焦耳热为
【解析】解：根据地磁场的分布规律，在北半球，地磁场的竖直分量方向竖直向下；在南半球，地磁场的竖直分量方向竖直向上。本题中，两次测量的均为，大于零，而题目明确说明轴正向保持竖直向上，可以判断地磁场的竖直分量方向与轴正向相同，说明测量地点位于南半球。
第二次测量时，、，这说明地磁场的水平分量全部沿轴正方向，所以第二次测量时轴正向指向北方，轴正向则指向东方或西方。
第一次测量时、，说明水平分量全部沿轴负方向，即轴负向指向北方，轴正向指向南方。
综上所述，测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向北方，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据洛伦兹力提供向心力有，可得轨道半径。粒子撞击空气分子后动能减小、速度降低，轨道半径随之减小。结合粒子运动轨迹，半径大的位置速度大、半径小的位置速度小，可判断粒子是从半径较大的点沿逆时针方向射向半径较小的点，故A正确。
B.地理北极附近是地磁南极，所以北极上空的地磁场方向竖直向下。根据左手定则可以判断，高速粒子带负电，故B错误。
C.洛伦兹力，由于粒子的速度不断减小，且电荷量和磁感应强度均为定值，所以粒子受到的磁场力不断减小，故C错误。
D.在赤道正上方，地磁场的方向是由南向北的。若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，根据左手定则可以判断，负电荷会受到向西的洛伦兹力，粒子会向西偏转，故D错误。
故选：。
由图乙可知时刻质点正从平衡位置向上振动；图甲中质点位于处，根据“上下坡法”判断，若波沿轴负方向传播，质点处于“上坡”位置，此时质点的振动方向向上，与图乙信息完全吻合。所以该列波的传播方向为沿轴负向，故AC错误，B正确。
由图乙可知，质点振动的周期，振幅。内包含的周期数为个，质点在一个完整周期内通过的路程为，因此总路程为。
当返回舱以速度与地面碰撞后，滑块立即停下，舱体仍以速度向下运动，此时线圈边切割磁感线的相对速度最大，感应电动势也达到最大值。
根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的最大感应电动势为
由欧姆定律可得线圈中的最大感应电流为。
电量的计算公式为，其中平均电流，平均感应电动势；整个过程中线圈磁通量的变化量，因此每个线圈中通过的电量为。
对返回舱应用能量守恒定律，舱体减少的重力势能和动能全部转化为个缓冲线圈的焦耳热，即；可得每个线圈产生的焦耳热为。
故答案为：。。，。线圈中最大感应电流的大小为；每个缓冲线圈中通过的电量为，产生的焦耳热为。
根据地磁场的分布规律与分量测量，先通过竖直分量方向判断测量地点位于南半球，再结合两次测量的水平分量方向，判断第二次测量时轴正向指向北方。
围绕带电粒子在地磁场中的运动，先根据轨道半径公式判断粒子运动方向，再结合地磁场方向与左手定则判断粒子电性、洛伦兹力大小变化及偏转方向。
结合波动图像与振动图像，利用“上下坡法”判断波的传播方向；根据质点振动周期与振幅，计算内质点通过的总路程。
根据法拉第电磁感应定律与欧姆定律推导最大感应电流。
利用平均感应电动势计算通过线圈的电量，结合能量守恒定律计算每个线圈产生的焦耳热。
本题考查了电磁学、机械波、力学三大板块的核心知识：电磁学方面，涵盖了地磁场分布与分量分析、带电粒子在地磁场中的圆周运动规律、电磁感应定律；机械波部分，考查了波的传播方向判断、质点振动的周期与路程计算；力学部分则涉及了圆周运动、能量守恒定律的应用，整体检验了对磁场、电磁感应、机械振动与波、力学规律的理解和应用能力。
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