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

（1）0～0．3s內棒通過的位移；
（2）金屬棒在0～0．6s內產(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軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.2 T．一根質量為m＝10 g的導體棒MN放在導軌上，并與導軌始終接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導體棒使其沿導軌向右勻速運動，速度為v＝5.0 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應電流I的大小
(2)作用在導體棒上拉力F的大小
(3)當導體棒移動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，兩平行金屬導軌間的距離L="0.40" m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度B="0.50" T，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E="4.5" V、內阻r="0.50" Ω 的直流電源.現(xiàn)把一個質量m="0.040" kg 的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止.導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R₀₌2.5 Ω，金屬導軌電阻不計，g取10 m/s².已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，
求：

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

（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，若磁感應強度在0.05s內由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軌，勻強磁場B垂直于斜面向上，磁感應強度B=0.4T，導軌間距L=0.5m，兩根金屬棒ab、cd與導軌垂直地放在導軌上，金屬棒質量m_ab=0.1kg，m_cd=0.2kg，每根金屬棒的電阻均為r＝0.2W，導軌電阻不計．當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。假設磁體端部磁感強度為B=0.004T，且全部集中在端面范圍內，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平行光滑長金屬導軌電阻不計，被固定在絕緣水平面上，兩導軌左端接有R=2Ω的電阻，導軌所在區(qū)域內加上與導軌垂直、方向相反的磁場，磁場寬度d相同且為0.6m，磁感應強度大小B₁=T、B₂=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab以m/s從邊界MN進入磁場后始終作勻速運動，求：

⑴導體棒ab進入磁場B₁時拉力的功率；
⑵導體棒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軌并列豎直放置，導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強度為B 的勻強磁場中，兩導軌間距為L，現(xiàn)有一質量為 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，光滑的金屬導軌間距為L，導軌平面與水平面成α角，導軌下端接有阻值為R的電阻，質量為m的金屬細桿ab與絕緣輕質彈簧相連靜止在導軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導軌平面平行，整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度為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……一直往復運動到靜止（導軌與金屬桿的電阻忽略不計）．試求：

（1）細桿獲得初速度瞬間，通過R的電流I
（2）當桿速度為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軌相距為L，左導軌與水平面夾30°角，右導軌與水平面夾60°角，左右導軌上端用導線連接。導軌空間內存在勻強磁場，左邊的導軌處在方向沿左導軌平面向下，磁感應強度大小為B的磁場中。右邊的導軌處在垂直于右導軌斜向上，磁感應強度大小也為B的磁場中。質量均為m的導桿ab和cd垂直導軌分別放于左右兩側導軌上，已知兩導桿與兩側導軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認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？