（20分）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN、QP相距為l=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，以初速度v₀從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝3m/s²，方向始終沿導(dǎo)軌向下，在金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電阻R消耗的最大功率P_m=1.28W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25。（g="10" m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
（1）金屬棒初速度v₀的大�。�
（2）當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度大小一半時(shí)施加在金屬棒上外力F的大小和方向；
（3）請(qǐng)畫(huà)出金屬棒在導(dǎo)軌上整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力F隨時(shí)間t變化所對(duì)應(yīng)的圖線。（不需要寫(xiě)出現(xiàn)計(jì)算過(guò)程）

如右圖正方形線框abcd長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與外電路相連、外電路電阻也為r。則下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A．S斷開(kāi)時(shí)，電壓表讀數(shù)為

B．S斷開(kāi)時(shí)，電壓表讀數(shù)為

C．S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為

D．S閉合時(shí)，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中流過(guò)電流表的電量為

（8分）如圖所示，邊長(zhǎng)為L、匝數(shù)為的正方形金屬線框，它的質(zhì)量為m、電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣。金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律為B = kt。求：

（1）線框中的電流強(qiáng)度為多大？
（2）t時(shí)刻線框受的安培力多大？

（10分）如圖所示，邊長(zhǎng)為L=0.20m的正方形金屬線框放在光滑、絕緣的水平面上，線框的總電阻為R=1.0Ω．有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向堅(jiān)直向下，磁感強(qiáng)度大小為B=0.50T，線框的右邊與磁場(chǎng)邊界平行．現(xiàn)用一水平外力將線框以的速度勻速拉出磁場(chǎng)區(qū)域．求：
（1）線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中受到的安培力的大小
（2）將線框完全拉出磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱

（12分）水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（如左下圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，均勻磁場(chǎng)豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v和F的關(guān)系如右下圖．（取重力加速度g="10" m/s²）
（1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？
（2）若m=0．5 kg,L=0．5 m,R=0．5 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？
（3）由v-F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？

（文）、用圖示裝置進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列操作不能形成感應(yīng)電流的是

A．電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間

B．電鍵閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭

C．電鍵閉合后線圈A在B中插入或拔出

D．只電鍵保持閉合

（文）、在變化的磁場(chǎng)中，穿過(guò)一個(gè)5匝的閉合線圈的磁通量每秒鐘均勻地增加了4Wb,則

A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加20V

B．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加10V

C．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為20V

D．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0

如圖所示，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向豎直向上，所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m，磁場(chǎng)左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長(zhǎng)也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止．取重力加速度g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；
（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場(chǎng)區(qū)域；
（3）整個(gè)過(guò)程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱．

（21分）如圖所示，一個(gè)矩形線圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₁，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₂，線圈的匝數(shù)為N，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以O(shè)O^/為中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO^/與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻不計(jì)），線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線圈產(chǎn)生的是正弦交流電。
（2）將線圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）。
（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R₀，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：
①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系。
②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v₀，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱。

（16分）法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖可用題23圖表示，兩塊面積均為S的舉行金屬板，平行、正對(duì)、數(shù)值地全部浸在河水中，間距為d。水流速度處處相同，大小為v,方向水平，金屬板與水流方向平行。地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分別為B,說(shuō)的電阻率為p，水面上方有一阻值為R的電阻通過(guò)絕緣導(dǎo)線和電鍵K連接到兩個(gè)金屬板上，忽略邊緣效應(yīng)，求：

（1）      該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢(shì)；
（2）      通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度。
（3）電阻R消耗的電功率。