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（15分）如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場，豎直方向磁場區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強度B＝1T，每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d=0.5m，現(xiàn)有一邊長l=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R＝0.1Ω的正方形線框MNOP以v₀=7m/s的初速從左側(cè)磁場邊緣水平進入磁場，求:
（1）線框MN邊剛進入磁場時受到安培力的大小F。
（2）若線框能穿過的條形磁場區(qū)域為n個，且n＞3，請用文字簡答線框通過2d的水平距離過程中其水平方向上做什么運動。
（3）線框從剛進入磁場到開始豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

（16分）如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個2Ω的電阻R，將一根質(zhì)量m為0.4 kg的金屬棒c d垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導(dǎo)軌的電阻不計，整個裝置放在磁感強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動．當(dāng)棒的速度達到1 m/s時，拉力的功率為0.4w，此刻t＝0開始計時并保持拉力的功率恒定，經(jīng)一段時間金屬棒達到穩(wěn)定速度，在該段時間內(nèi)電流通過電阻R做的功為1.2 J．試求：
（1）金屬棒的穩(wěn)定速度；
（2）金屬棒從開始計時直至達到穩(wěn)定速度所需的時間；
（3）在乙圖中畫出金屬棒所受拉力F隨時間t變化的大致圖象；
（4）從開始計時直至達到穩(wěn)定速度過程中，金屬棒的最大加速度為多大？并證明流過金屬棒的最大電量不會超過2.0C．

（13分）如圖所示，在與水平面成=30⁰角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計�？臻g存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B="0.20" T，方向垂直軌道平面向上。導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10^-1kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻r= 5.0×10^-2Ω，金屬軌道寬度l="0.50" m。現(xiàn)對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動。在導(dǎo)體棒ab勻速向上運動的過程中，導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10 m/s²，求：
（1）導(dǎo)體棒cd受到的安培力大��；
（2）導(dǎo)體棒ab運動的速度大��；
（3）拉力對導(dǎo)體棒ab做功的功率。

（10分）如圖所示，在B=0.2特的勻強磁場中，一根長為L=0.5米的導(dǎo)線ab沿光滑導(dǎo)軌向右以V=10米/秒的速度勻速滑動，R₁=R₂=1歐，導(dǎo)線ab和導(dǎo)軌的電阻不計，求磁場對導(dǎo)線ab的作用力。              

（18分）如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌、、位于同一水平面上，與、與相距均為=1m，導(dǎo)軌間橫跨一質(zhì)量為=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。在導(dǎo)軌間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌間接一理想電壓表。整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動。試求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，則金屬棒達到穩(wěn)定時速度為多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒達到穩(wěn)定時的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為多大？此時電壓表讀數(shù)為多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由靜止開始做加速度為2m/s²的勻加速直線運動，且經(jīng)歷=1s時間，燈泡中產(chǎn)生的熱量為12J，試求此過程中外力做了多少功？

磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進入磁場時開始計時．

(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象；
(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流．若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向．
解析：線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)．

如圖甲所示，一邊長為L＝2.5m、質(zhì)量為m＝0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B＝0.8T的有界勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平向左的力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過程中：

（1）求通過線框?qū)Ь�截面的電量及線框的電阻；
（2）寫出水平力F隨時間變化的表達式；
（3）已知在這5s內(nèi)力F做功為1.92J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

如圖所示，在一個由x軸和曲線為邊界包圍的空間中存在勻強磁場，曲線方程為（單位：m）()。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為。有一ab邊與x軸重合的正方形金屬線框在水平拉力F作用下以1.0m/s速度水平向右勻速運動，線框邊長為0.4m，線框電阻為0.1，試求：

（1）在線框通過磁場區(qū)域的過程中，拉力F的最大瞬時功率是多少？
（2）在下面坐標圖中畫出線框產(chǎn)生的電流隨時間變化圖象（取方向為電流正方向）。
（3）線框經(jīng)過磁場區(qū)域的整個過程，拉力F做多少功？

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界，磁場的方向豎直向下。MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L₁=0.2m，總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd。t=0s時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運動，經(jīng)過1s，線圈的bc邊到達磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進入磁場。整個運動過程中，線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示。求：

（1）線圈bc邊剛進入磁場時的速度v₁和線圈在第1s內(nèi)運動的距離x；
（2）線圈ab邊的長度L₂；
（3）ad邊剛要進入磁場時，拉力的功率。

（16分）在圖甲中，直角坐標系0xy的1、3象限內(nèi)有勻強磁場，第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為2B，第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為B，磁感應(yīng)強度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l，圓心角為90⁰的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點在紙面內(nèi)沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為R.


(1)求導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值.
(2)在圖乙中畫出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象.(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對應(yīng)的時刻為t=0)
(3)求線框勻速轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量.