（12分）如圖甲所示，一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝1．0m，NQ兩端連接阻值R＝1．0Ω的電阻，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝30°。一質(zhì)量m＝0．20kg，阻值r＝0．50Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M＝0．60kg的重物P相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0．3s內(nèi)通過的電量是0．3～0．6s內(nèi)通過電量的2／3，g＝10m／s²，求：

（1）0～0．3s內(nèi)棒通過的位移；
（2）金屬棒在0～0．6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

如圖所示，寬度為L＝0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度為v＝5.0 m/s，在運動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動50 cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

（13分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L="0.40" m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B="0.50" T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E="4.5" V、內(nèi)阻r="0.50" Ω 的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m="0.040" kg 的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R₀₌2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s².已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，
求：

(1)通過導(dǎo)體棒的電流；
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大�。�
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.

（10分）一個200匝、面積為20cm²的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30°角，若磁感應(yīng)強度在0.05s內(nèi)由0.1 T增加到0.5T，在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動勢的大小是多少伏？

如圖所示，在傾角為30°的絕緣斜面上，固定兩條無限長的平行光滑金屬導(dǎo)軌，勻強磁場B垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強度B=0.4T，導(dǎo)軌間距L=0.5m，兩根金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量m_ab=0.1kg，m_cd=0.2kg，每根金屬棒的電阻均為r＝0.2W，導(dǎo)軌電阻不計．當(dāng)用沿斜面向上的拉力拉動金屬棒ab勻速向上運動時．cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求：

(1) 金屬棒cd兩端電勢差U_cd；
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s²)

為了測量列車運行的速度和加速度的大小，可采用如圖（a）所示的裝置，它是由一塊安裝在列車頭底部的強磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量儀組成的（測量儀未畫出）。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就能求出列車在各位置的速度和加速度。假設(shè)磁體端部磁感強度為B=0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面垂直，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n=5，長L=0.2m，電阻0.4Ω（包括引線電阻），測試記錄下來的電流-位移圖象如圖（b）所示。


試求：⑴在離O（原點）30m，130m處列車的速度v₁和v₂的大��；⑵假設(shè)列車是勻變速運動，求列車加速度的大小。

（16分）如圖，兩根相距l(xiāng)=1m平行光滑長金屬導(dǎo)軌電阻不計，被固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端接有R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場，磁場寬度d相同且為0.6m，磁感應(yīng)強度大小B₁=T、B₂=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以m/s從邊界MN進入磁場后始終作勻速運動，求：

⑴導(dǎo)體棒ab進入磁場B₁時拉力的功率；
⑵導(dǎo)體棒ab經(jīng)過任意一個B₂區(qū)域過程中通過電阻R的電量；
⑶導(dǎo)體棒ab勻速運動過程中電阻R兩端的電壓有效值。

如圖所示，半徑為 r、電阻不計的兩個半圓形光滑導(dǎo)軌并列豎直放置，導(dǎo)軌端口所在平面剛好水平。在軌道左上方端口M、N 間接有阻值為R 的小電珠，整個軌道處在磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，兩導(dǎo)軌間距為L，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m，電阻也是R 的金屬棒ab 從MN 處由靜止釋放，經(jīng)一定時間到達導(dǎo)軌最低點，此時速度為 v 。

（1）求金屬棒 ab 到達時，受到的安培力的大小和方向。
（2）求金屬棒 ab 從MN 到的過程中，小電珠上產(chǎn)生的熱量。

（18分）如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成α角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B．現(xiàn)給桿一沿軌道向下的初速度v₀，桿向下運動至速度為零后，再沿軌道平面向上運動達最大速度v₁，然后減速為零，再沿軌道平面向下運動……一直往復(fù)運動到靜止（導(dǎo)軌與金屬桿的電阻忽略不計）．試求：

（1）細(xì)桿獲得初速度瞬間，通過R的電流I
（2）當(dāng)桿速度為v₁時離最初靜止時位置的距離L₁
（3）桿由初速度v₀開始運動直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強磁場，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？