如圖14是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實(shí)驗(yàn)用彈丸）.滑塊可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源.滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.

圖14

已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質(zhì)量m=30 g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s（此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)）.

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；

（2）若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大；

（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′,設(shè)砂箱質(zhì)量為M,滑塊質(zhì)量為m，不計(jì)砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對(duì)砂箱平均沖擊力的表達(dá)式.

如圖13甲所示,一個(gè)足夠長(zhǎng)的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好,abMP恰好圍成一個(gè)正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計(jì).開始時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B₀=0.50 T.

圖13

(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B₀的大小不變,從t=0時(shí)刻開始,給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力,使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng).此拉力T的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖13乙所示.求ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力.

(2)若從t=0時(shí)刻開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以ΔBΔt=0.20 T/s的變化率均勻增加,求經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間ab棒開始滑動(dòng)?此時(shí)通過ab棒的電流大小和方向如何?(ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等)

在水平面上平行放置著兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌間距為d,導(dǎo)軌和電路的連接如圖12所示.在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.空間中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將開關(guān)S₁閉合,S₂斷開,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U₁和I₁,金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài);再將開關(guān)S₂閉合,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U₂和I₂,金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m,金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),重力加速度為g,求:

圖12

(1)金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速度大小.?

(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中,電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量.?????????

在傾角θ=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25 m，接入電動(dòng)勢(shì)E=12 V、內(nèi)阻不計(jì)的電池.垂直框的兩對(duì)邊放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T、垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.當(dāng)調(diào)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi),可使金屬棒靜止在框架上?框架與棒的電阻不計(jì)，g取10 m/s²

圖11

磁鐵的磁性變?nèi)�，需要充磁，充磁的方式有兩種，如圖10中的甲圖是將條形磁鐵穿在通電螺線管中，乙圖是將條形磁鐵夾在電磁鐵之間，a、b和c、d接直流電源.下列接線正確的是（　　）

圖10

A.a接電源正極，b接電源負(fù)極，c接電源正極，d接電源負(fù)極?

B.a接電源正極，b接電源負(fù)極，c接電源負(fù)極，d接電源正極?

C.a接電源負(fù)極，b接電源正極，c接電源正極，d接電源負(fù)極?

D.a接電源負(fù)極，b接電源正極，c接電源負(fù)極，d接電源正極

關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的敘述，正確的是（　�。�?

A.如果一段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零?

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，通電直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力也越大?

C.沿著磁感線的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值逐漸減小?

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通過該點(diǎn)磁感線方向一致，或與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極指向一致

如圖9所示，a、b是直線電流的磁場(chǎng)，c、d是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，e、f是螺線管電流的磁場(chǎng).試在圖中補(bǔ)畫出電流的方向或磁感線方向.

圖9

一矩形通電線框abcd可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，它處在與OO′垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖8所示.在磁場(chǎng)作用下線框開始轉(zhuǎn)動(dòng)，最后靜止在平衡位置，則平衡后(　　)?

圖8

A.線框四邊都不受磁場(chǎng)的作用力?

B.線框四邊受到指向線框外部的磁場(chǎng)作用力，但合力為零?

C.線框四邊受到指向線框內(nèi)部的磁場(chǎng)作用力，但合力為零?

D.線框的一對(duì)邊受到指向線框外部的磁場(chǎng)作用力，另一對(duì)邊受到指向線框內(nèi)部的磁場(chǎng)作用力，但合力為零

質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)導(dǎo)體棒通以垂直紙面向里的電流時(shí)，恰能在導(dǎo)軌上靜止.如圖7所示的四個(gè)圖中標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中棒與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是（　�。�

圖7

A.①②③           B.②③④?          C.①③④            D.①②④?

19世紀(jì)20年代,科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到溫度差會(huì)引起電流,安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的.該假設(shè)中的電流方向是(磁子午線是地球磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線)(　　)

A.由西向東垂直磁子午線?

B.由東向西垂直磁子午線?

C.由南向北沿磁子午線?

D.由赤道向兩極沿磁子午線方向?