在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，相距为...

直流电动机是常见的用电器，其原理可简化为如图所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，直流电源与间距为L的两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ连接，整个装置固定在水平面内，导轨电阻不计。质量为m0的金属导体棒ab垂直放在轨道上，且与轨道接触良好。电源电动势为E，内阻为r，导体棒ab电阻为R。闭合开关，导体棒ab 从静止开始向右运动，并通过光滑定滑轮提升质量为m的重物。

（1）求闭合开关的瞬间，导体棒受到的安培力；

（2）导体棒ab切割磁感线运动时会产生感应电动势，该电动势总是削弱电源电动势的作用，因此称为反电动势，其大小可以表示为E反= BL v。请选取匀速提升重物的过程，结合能量转化与守恒定律证明：电路中的电流 　；

（3）重物从静止开始向上提升，当重物提升高度为h时，导体棒速率为v，计算此过程安培力做的总功。

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如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上，两导轨间距。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻。导轨上停放一质量、电阻的金属杆，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力沿水平方向拉金属杆，使之由静止开始做匀加速运动，电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑，获得电压随时间变化的关系如图乙所示。

（1）计算加速度的大小；

（2）求第末外力的瞬时功率；

（3）如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功，求金属杆上产生的焦耳热。

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在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，相距为L，电阻不计.轨道左侧连接一阻值为R的定值电阻.质量为m、电阻不计的导体棒ab水平放置在导轨上，ab垂直于导轨.施加大小为F的水平恒力，使ab从静止开始沿导轨运动，经过时间t，ab通过的位移为x，速度变为v，整个运动过程中ab与导轨接触良好.关于这一过程下列说法正确的是

A.ab做匀加速直线运动

B.ab的动能变化量为Fx

C.ab的动量变化量为Ft

D.定值电阻上产生的焦耳热为

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如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是(　　 )

A. 回路中的最大电流为

B. 铜棒b的最大加速度为

C. 铜棒b获得的最大速度为

D. 回路中产生的总焦耳热为

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如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是(　　 )

A.回路中的最大电流为

B.铜棒b的最大加速度为

C.铜棒b获得的最大速度为

D.回路中产生的总焦耳热为

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如图所示，两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑，其它区域粗糙且动摩擦因数μ=0.2，并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T。在导轨中央放置着两根质量均为m=1kg，电阻均为R=2Ω的金属棒a、b，用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连)，此时弹簧具有的弹性势能E=9J。现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好进入磁场，且b棒向右运动x=0.8m后停止，g取10m/s2，求：

(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小；

(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小

(3)整个运动过程中电路中产生的焦耳热。

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水平面上两根足够长的不光滑金属导轨固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属杆，金属杆与导轨的电阻不计，磁感应强度方B的匀强磁场方向竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动，当改变恒定拉力F大小时，相对应的匀速运动速度υ大小也会变化，F与υ的关系如图所示．F₀、υ₀为已知量．求：

1.金属杆与导轨间的滑动摩擦力f==?

2.当恒定外力为2F₀时，杆最终做匀速运动的速度大小?

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在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，轨道和导体棒的电阻均不计，

（1）如图2，若轨道左端接一电动势为E，内阻为r的电源和一阻值未知的电阻，闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度，求此时电源的输出功率；

（2）如图3所示，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动，电容器两极板电势差随时间变化的图像如图4所示，已知时刻电容器两极板间的电势差，求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。

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如图（甲）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上停放一质量、电阻的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（乙）所示。

（1）试分析说明金属杆的运动情况；

（2）求第末外力F的瞬时功率。

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如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为L，左侧接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场I、Ⅱ的宽为d，两磁场的间距也为d，磁感应强度大小均为B、方向均竖直向下。一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。给金属棒施加水平向右的恒力F0，使金属棒由静止开始运动，运动距离为s时恰好进入匀强磁场I，已知金属棒进入磁场I和Ⅱ时的速度相等。求：

(1)金属棒刚进入磁场I时M、N两端的电压，并判断哪点电势高；

(2)金属棒离开磁场I时的速度大小；

(3)金属棒穿过两个磁场的过程中，电阻R上产生的热量。

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