如图所示，M1M2与P1P2是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L1=1m,M1M2P2P1区域内存在垂直于导轨所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B1=1T。N1N2与Q1Q2也是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L2=0.5m,并用导线分别与M1M2、P2P1相连接，N1N2Q2Q1区域内存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2=2T．在M1M2P2P1区域放置导体棒G，其质量m1=2kg、电阻R1=1Ω、长度为L1=1m,在N1N2Q2Q1区域内放置导体棒H，其质量m2=1kg、电阻R2=1Ω、长度为L2=0.5m。刚开始时两棒都与导轨垂直放置，且导体棒H被锁定，两个区域导轨都足够长、不计电阻且棒始终与导轨接触良好。
（1）要想使导体棒G在水平向右的外力作用下做初速度为零、加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，请写出力F与时间t的关系式；
（2）若在导体棒G上施加水平向右的F1=5N的外力，在作用t1=5s后达到最大速度，求此过程中导体棒G的位移大小；
（3）若导体棒G在水平向右的外力F作用下做初速度为零、加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，运动t2=6s后将力F撤去，同时将导体棒H解锁，求从撤去外力到导体棒H获得最大速度的过程中导体棒H产生的热量；
（4）若开始时导体棒H即解除锁定，导体棒G一直在外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动，求电路稳定后两棒的速度满足的关系式。
【答案】（1）力F与时间t的关系式为F=t+4（N）；
（2）此过程中导体棒G的位移大小为10m；
（3）从撤去外力到导体棒H获得最大速度的过程中导体棒H产生的热量为24J；
（4）电路稳定后两棒的速度满足的关系式为v1-v2=4m/s。
（2）此过程中导体棒G的位移大小为10m；
（3）从撤去外力到导体棒H获得最大速度的过程中导体棒H产生的热量为24J；
（4）电路稳定后两棒的速度满足的关系式为v1-v2=4m/s。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：54引用：2难度：0.2
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1．如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。
（1）闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。发布：2024/12/29 20:30:1组卷：3298引用：17难度：0.5 -
2．2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab,金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m,接入导轨间电阻为r,两者以共同速度为v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L，轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2）舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热Qab；
（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。发布：2024/12/29 23:0:1组卷：246引用：4难度：0.4 -
3．如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面呈θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R，当ab棒沿导轨下滑的距离为x时，棒的速度大小为v.则在这一过程中（ ）发布：2024/12/29 20:30:1组卷：83引用：3难度：0.7
