2013年9月25日，我國“神舟七號(hào)”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200 km的太空運(yùn)行．假設(shè)載人艙中有一邊長為50 cm的正方形導(dǎo)線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向如右圖．

(1)該過程中磁通量的改變量是多少？
(2)該過程線框中有無感應(yīng)電流？設(shè)線框電阻為R＝0.1 Ω，若有電流則通過線框的電荷量是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

（15分）如圖所示，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 Ω。質(zhì)量為0.2 kg的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，距離頂端1m，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。先固定導(dǎo)體棒MN，2s后讓MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光。重力加速度g取10 m/s²，sin37°＝0.6。求

（1）1s時(shí)流過小燈泡的電流大小和方向；
（2）小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)消耗的電功率；
（3）小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒MN運(yùn)動(dòng)的速度。

（15 分）如圖甲，有兩根相互平行、間距為L的粗糙金屬導(dǎo)軌，它們的電阻忽略不計(jì)在MP之間接阻值為R 的定值電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。在efhg矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下、寬度為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 變化的規(guī)律如圖乙。在t =" 0" 時(shí)刻，一質(zhì)量為m 、電阻為r的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，從ab位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，t = t₀時(shí)刻進(jìn)人磁場(chǎng)，此后磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀并保持不變。棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上的電流大小不變。求：

（1）0～t₀時(shí)間內(nèi)流過電阻R 的電流I 大小和方向；
（2）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）金屬棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

（8分）如圖所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面成θ=37°角固定放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距L="0.5" m，在兩導(dǎo)軌形成的斜面上放一個(gè)與導(dǎo)軌垂直的均勻金屬棒ab，金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，它的質(zhì)量為。金屬棒ab兩端連在導(dǎo)軌間部分對(duì)應(yīng)的電阻為R₂＝2Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V，電源內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R₁＝2Ω，其他電阻不計(jì)。裝置所在區(qū)域存在一垂直于斜面MPQN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：

（1）所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

如圖所示，兩條足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，其間距為L=2m。在兩導(dǎo)軌之間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直導(dǎo)軌所在的豎直面水平向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m₁=2kg，金屬棒cd的質(zhì)量為m₂=1kg，ab和cd都與導(dǎo)軌垂直放置，且其長度剛好都和導(dǎo)軌寬度相同，ab和cd的電阻之和為R=1Ω。開始時(shí)使ab和cd都靜止。當(dāng)ab棒在豎直面向上的外力作用下，以加速度大小為a₁=1m/s²沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向上開始做勻加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，cd棒也由靜止釋放。ab棒和cd棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終和導(dǎo)軌垂直，且和導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g=10m/s²。試求：

（1）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a₂=2m/s²時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率；
（2）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的速度最大時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率。

如圖所示，兩根電阻不計(jì)、相距L且足夠長的平行光滑導(dǎo)軌與水平面成 θ 角，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，導(dǎo)軌下端連接阻值為R的電阻�，F(xiàn)讓一質(zhì)量為m，電阻也為R、與導(dǎo)軌接觸良好的水平金屬棒ab從靜止開始下滑，ab下滑距離s后開始勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：

（1）ab棒勻速下滑時(shí)速度v的大小；
（2）ab棒從靜止至開始勻速下滑的過程中，ab棒上產(chǎn)生的熱量。

如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距離L=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，且都與導(dǎo)軌始終有良好接觸。已知兩金屬棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻相等且不可忽略。整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，金屬棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而金屬棒cd恰好能夠保持靜止。取g=10m／s，求：

（1）通過金屬棒cd的電流大小、方向；
（2）金屬棒ab受到的力F大小；
（3）若金屬棒cd的發(fā)熱功率為0.1W，金屬棒ab的速度。

如圖所示，由同種材料制成的單匝正方形閉合導(dǎo)線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框邊長為L，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框從磁場(chǎng)上方某高度處，由靜止開始下落，恰能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。求：

（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大��；
（2）線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

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(qiáng)磁場(chǎng)，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場(chǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運(yùn)動(dòng)時(shí)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？

如圖甲所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個(gè)單匝正方形導(dǎo)線框ABCD，線框的邊長為L＝4 m、總電阻為R＝1Ω.在直角坐標(biāo)系xOy中，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿足曲線方程y＝2sinx(m)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2 T．線框在沿x軸正方向的拉力F作用下，以速度v＝1 m/s水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到拉出磁場(chǎng)．

(1) 求線框中AD兩端的最大電壓；
(2) 在圖乙中畫出運(yùn)動(dòng)過程中線框i-t圖象，并估算磁場(chǎng)區(qū)域的面積（估算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；
(3) 求線框在穿越整個(gè)磁場(chǎng)的過程中，拉力F所做的功．