如图所示，平行且光滑的导轨ABCD和水平面EFGH平行。质量均为m,电阻均为R的导体棒a、b长度比导轨间距略长，垂直导轨静置于图示位置（b静止在导轨右边缘BC处。b的两端由二根足够长的轻质导线与导轨相连接，与a棒形成闭合回路。在BEHC右侧区域空间存在竖直向下的磁场，磁感应强度为B。当给导体棒a一个水平初速度v0后，在BC处与导体棒b发生弹性碰撞。碰撞后导体棒b飞离轨道并恰好从地面FG处离开磁场，导体棒运动过程中不会发生转动。已知导轨间距为l,导轨离地高也为l,磁场区域长度EF为s,不计其他电阻，求：
（1）导体棒b进入磁场时的速度和刚进入磁场时受到的安培力；
（2）导体棒b离开磁场时，速度与水平方向的夹角正切值；
（3）导体棒在磁场中运动过程中，回路中产生的总热量。
【答案】（1）导体棒b进入磁场时的速度为v0，刚进入磁场时受到的安培力为；
（2）导体棒b离开磁场时，速度与水平方向的夹角正切值为；
（3）导体棒在磁场中运动过程中，回路中产生的总热量为。
B
2
l
2
v
0
2
R
（2）导体棒b离开磁场时，速度与水平方向的夹角正切值为
2
m
R
2
gl
2
m
R
v
0
-
B
2
l
2
s
（3）导体棒在磁场中运动过程中，回路中产生的总热量为
v
0
B
2
l
2
s
2
R
-
B
4
l
4
s
2
8
m
R
2
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：44引用：1难度：0.3
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（1）分析说明图（a）中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况；
（2）求图（b）中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式；
（3）若图（a）、图（b）中导体棒扫过整个环面所用时间相同，试比较两种情况中导体棒运动到虚线（圆环上直径位置）处，流过两导体棒的感应电流大小。发布：2024/12/30 1:0:6组卷：99引用：2难度：0.7 -
2．如图甲所示，在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域，磁感应强度B0=0.2T，区域长度L=3m,在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框，匝数n=10，边长a=1m,线框电阻R=1Ω，质量m=1kg。现在线框上作用一水平恒力F，使线框从静止开始向右进入磁场中，已知恒力F的大小为10N，线框与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，整个线框完全进入磁场前已经匀速运动，g=10m/s2。当线框刚全部进入磁场开始计时，磁场即以如图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
发布：2024/12/29 23:30:1组卷：150引用：3难度：0.5 -
3．如图，空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场，一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场，整个过程线框平面始终竖直，线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中，不正确的是（ ）发布：2024/12/29 20:30:1组卷：234引用：3难度：0.7
