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（9分）兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為

,其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m="0.02" kg,電阻均為R="0.1" Ω,整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度B="0.2" T,棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止.取g="10" m/s²,問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每產(chǎn)生Q="0.1" J的熱量，力F做的功W是多少？

（1）1A 方向 d至c （2）0.2N （3）0.4J

試題分析：(1)棒cd受到的安培力為

棒cd在共點力作用下平衡，則 Fcd=mgsin30°        (1分)
由①②式代入數(shù)值得：I="1" A         (1分)
根據(jù)楞次定律可知，棒cd中電流方向由d至c.   (1分)
(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，F(xiàn)ab=Fcd
對棒ab，由共點力平衡條件得：

     (1分)
代入數(shù)據(jù)解得：F="0.2" N    (1分)
(3)設在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q="0.1" J熱量，由焦耳定律知Q=I²Rt   (1分)
設棒ab勻速運動的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應電動勢

由閉合電路歐姆定律可知

           (1分)
根據(jù)運動學公式可知，在時間t內(nèi)，棒ab沿導軌的位移 x=vt      則力F做的功W=Fx （1分）
聯(lián)立以上各式，代入數(shù)值解得：W="0.4" J      （1分）

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如圖甲所示是某人設計的一種振動發(fā)電裝置，它的結構是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1 m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。在線圈所在位置磁感應強度B的大小均為0.2 T，線圈的電阻為2 Ω，它的引出線接有8 Ω的小電珠L（可以認為電阻為定值）。外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復運動，便有電流通過電珠。當線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時（x取向右為正），求：

（1）線圈運動時產(chǎn)生的感應電流I的大小，并在圖丁中畫出感應電流隨時間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過電珠L到D為正）；
（2）每一次推動線圈運動過程中作用力F的大�。�
（3）該發(fā)電機的輸出功率P（摩擦等損耗不計）；

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外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時，棒的加速度是多大？
② 當ab棒達到最大速度后，撤去外力F，此后感應電流還能產(chǎn)生多少熱量？

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如圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.2 s時間拉出，外力做的功為W₁，通過導線截面的電荷量為q₁；第二次用0.6 s時間拉出，外力所做的功為W₂，通過導線截面的電荷量為q₂，則W₁ W₂, q₁ q₂。（兩空均選填“>” “<” “=”）。

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，兩棒總電阻為R，導軌電阻不計．開始兩棒均靜止在圖示位置，當cd棒無初速釋放時，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導軌向上做勻加速運動．則

A．ab棒中的電流方向由b到a

B．cd棒先加速運動后勻速運動

C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力

D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機械能之和

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A．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等

B．棒運動的加速度相等

C．安培力做功相等

D．通過棒橫截面的電量相等

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