如图，电阻不计的光滑平行金属导轨倾斜放置，倾角θ=30°，间距为L=0.2m,空间存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=5T，cd为磁场上边界。导体棒MN锁定在cd处，导体棒GH在导轨下方，两棒质量均为m=0.1kg、电阻均为R=1Ω。现棒GH在平行于导轨的恒力F作用下，由静止开始沿导轨向上运动，到达ab处速度恰好最大，为v1=4m/s,此时撤去F，再滑行x1=0.6m到达cd处时，棒MN立即解除锁定，两者发生完全弹性碰撞，棒MN滑行x2=0.9m到达最高处ef,棒CH未到达导轨底端。棒始终与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2。
（1）求恒力F大小；
（2）求棒GH运动到cd处与棒MN碰前的速度大小v2；
（3）棒MN从cd处运动到ef处的过程中，若通过棒MN的电量q0=0.2C，求此过程棒GH产生的焦耳热Q。
【答案】（1）恒力F大小为2.5N；
（2）棒GH运动到cd处与棒MN碰前的速度大小为3m/s；
（3）此过程棒GH产生的焦耳热为0.075J。
（2）棒GH运动到cd处与棒MN碰前的速度大小为3m/s；
（3）此过程棒GH产生的焦耳热为0.075J。
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：25引用：2难度：0.2
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1．半径为R的金属圆环水平固定，电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒长为L（L＞2R），其单位长度电阻值为r。图（a）中导体棒与圆环相切于O1点，t=0时刻起，从图示位置以速度v匀速向右运动，棒始终与速度方向垂直。图（b）中导体棒与圆环相切于O2点，t=0时刻起，以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180°，角速度为ω；导体棒扫过整个环面时与环接触良好。
（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：148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
