如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道，其最...

如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道，其最低点与右侧水平直导轨相切，水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻；同时，在水平导轨左边宽度为的区域内存在磁感应强度大小为B.方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为、接入电路部分的电阻为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为，求：

（1）金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N；

（2）整个过程中通过金属杆横截面的电荷量；

（3）整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。

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如图所示，在同一水平面上，两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L，水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接，圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点，水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻，在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中，并恰好能到达与圆心等高的位置EF，之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g。求：

(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N；

(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q；

(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。

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如图所示，在同一水平面上，两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L，水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接，圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点，水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻，在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中，并恰好能到达与圆心等高的位置EF，之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g。求：

(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N；

(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q；

(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。

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如图所示，在同一水平面上，两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L，水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接，圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点，水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻，在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中，并恰好能到达与圆心等高的位置EF，之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g。求：

(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N；

(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q；

(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。

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如图所示，两条平行的水平导轨FN、EQ间距为L，导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧轨道平滑相连，圆弧轨道的最低点与导轨相切，在导轨左边宽度为d的EFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场，且再磁场的右边界垂直导轨放有一金属杆甲，右边界处无磁场。现将一金属杆乙从圆弧轨道的最高点PM处由静止释放，金属杆乙滑出磁场时，与金属杆甲相碰（作用时间极短），并粘连在一起，最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处，已知金属杆甲、乙的质量均为m，接入电路的电阻均为R，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ，且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度为g，求：

（1）金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N；

（2）金属杆乙与甲相碰前的速度大小；

（3）整个过程中，感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q；

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如图所示，两条平行的水平导轨FN、EQ间距为L，导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧轨道平滑相连，圆弧轨道的最低点与导轨相切，在导轨左边宽度为d的EFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场，且再磁场的右边界垂直导轨放有一金属杆甲，右边界处无磁场。现将一金属杆乙从圆弧轨道的最高点PM处由静止释放，金属杆乙滑出磁场时，与金属杆甲相碰（作用时间极短），并粘连在一起，最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处，已知金属杆甲、乙的质量均为m，接入电路的电阻均为R，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ，且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度为g，求：

（1）金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N；

（2）金属杆乙与甲相碰前的速度大小；

（3）整个过程中，感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q；

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如图所示，两条平行的水平导轨FN、EQ的间距为L，导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r的1/4光滑圆弧轨道平滑相接，圆弧轨道的最低点与导轨相切，在导轨左边宽度为d的EFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，且在磁场的右边界、垂直导轨放有一金属杆甲，右边界处无磁场。现将一金属杆乙从1/4圆弧轨道的最高点PM处由静止释放，金属杆乙滑出磁场时，与金属杆甲相碰（作用时间极短）并粘连一起，最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处。已知金属杆甲、乙的质量均为m，接入电路的电阻均为R，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ，且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g。求：

(1)金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N;

(2)整个过程中，感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q;

(3)金属杆乙通过磁场所用的时间￡。

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如图甲所示。在同一水平面上，两条足够长的平行金属导轨MNPQ间距为，右端接有电阻，导轨EF连线左侧光滑且绝缘.右侧导轨粗糙，EFGH区域内有垂直导轨平面磁感应强度的矩形匀强磁场；一根轻质弹簧水平放置，左端固定在K点，右端与质量为的金属棒a接触但不栓接，且与导轨间的动摩擦因数，弹簧自由伸长时a棒刚好在EF处，金属棒a垂直导轨放置，现使金属棒a在外力作用下缓慢地由EF向左压缩至AB处锁定，压缩量为。此时在EF处放上垂直于导轨质量电阻的静止金属棒b。接着释放金属棒a，两金属棒在EF处碰撞，a弹回并压缩弹簧至CD处时速度刚好为零且被锁定，此时压缩量为，b棒向右运动，经过从右边界GH离开磁场，金属棒b在磁场运动过程中流经电阻R的电量。设棒的运动都垂直于导轨，棒的大小不计，已知弹簧的弹力与形变量的关系图像（如图乙）与x轴所围面积为弹簧具有的弹性势能。求：

（1）金属棒a碰撞金属棒b前瞬间的速度

（2）金属棒b离开磁场时的速度

（3）整个过程中电阻R上产生的热量

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在学习了电磁驱动和电磁制动后，某物理兴趣小组的同学设计了如下装置进行研究。如图所示，足够长平行光滑导轨的间距L＝0.2m，b1b2右侧轨道水平，左侧曲线轨道与水平轨道相切于b1b2，所有轨道均电阻不计。在水平轨道内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.8T。质量为M＝0.2kg、电阻为R1＝0.1Ω的金属棒b垂直于轨道静止放置在与b1b2相距1m远的水平轨道上，并用插销固定。质量为m＝0.1kg、电阻为R2＝0.2Ω的金属棒a由曲线轨道上端a1a2处静止释放，a1a2处到水平轨道的竖直高度h＝0.45m，若金属棒a在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，金属棒a与b相撞时无能量损失，g＝10m/s2。求：

(1)金属棒a第1次滑到b1b2处时的速度大小；

(2)金属棒a与金属棒b碰撞的次数；

(3)若撤去固定金属棒b的插销，使其能自由移动，金属棒a还是由曲线轨道上端a1a2处静止释放，金属棒b初始静止在水平轨道上，两棒最终运动达到稳定状态。要使两棒不相碰，则金属棒b初始位置距离b1b2至少多远？整个运动过程中金属棒b上产生的焦耳热是多少?

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（18分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R₀的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动．导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。当ab以速度v₀向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开．试求：

（1）AC两板间的电压U；

（2）带电粒子的质量m；

（3）带电粒子的速度大小v．

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