如圖14是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）.滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.

圖14

已知兩導軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質(zhì)量m=30 g，滑塊沿導軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s（此過程視為勻加速運動）.

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；

（2）若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大；

（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′,設砂箱質(zhì)量為M,滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.

如圖13甲所示,一個足夠長的“U”形金屬導軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導軌間的距離為L=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬導體棒ab靜止在導軌上且與導軌接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中.ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應強度B₀=0.50 T.

圖13

(1)若保持磁感應強度B₀的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它做勻加速直線運動.此拉力T的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖13乙所示.求ab棒做勻加速運動的加速度及ab棒與導軌間的滑動摩擦力.

(2)若從t=0時刻開始,調(diào)節(jié)磁感應強度的大小使其以ΔBΔt=0.20 T/s的變化率均勻增加,求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動?此時通過ab棒的電流大小和方向如何?(ab棒與導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等)

在水平面上平行放置著兩根長度均為L的金屬導軌MN和PQ,導軌間距為d,導軌和電路的連接如圖12所示.在導軌的MP端放置著一根金屬棒,與導軌垂直且接觸良好.空間中存在豎直向上方向的勻強磁場,磁感應強度為B.將開關(guān)S₁閉合,S₂斷開,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U₁和I₁,金屬棒仍處于靜止狀態(tài);再將開關(guān)S₂閉合,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U₂和I₂,金屬棒在導軌上由靜止開始運動,運動過程中金屬棒始終與導軌垂直.設金屬棒的質(zhì)量為m,金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,忽略導軌的電阻以及金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢,重力加速度為g,求:

圖12

(1)金屬棒到達NQ端時的速度大小.?

(2)金屬棒在導軌上運動的過程中,電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量.?????????

在傾角θ=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25 m，接入電動勢E=12 V、內(nèi)阻不計的電池.垂直框的兩對邊放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)μ=整個裝置放在磁感應強度B=0.8 T、垂直框面向上的勻強磁場中,如圖所示.當調(diào)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi),可使金屬棒靜止在框架上?框架與棒的電阻不計，g取10 m/s²

圖11

磁鐵的磁性變?nèi)酰�需要充磁，充磁的方式有兩種，如圖10中的甲圖是將條形磁鐵穿在通電螺線管中，乙圖是將條形磁鐵夾在電磁鐵之間，a、b和c、d接直流電源.下列接線正確的是（　　）

圖10

A.a接電源正極，b接電源負極，c接電源正極，d接電源負極?

B.a接電源正極，b接電源負極，c接電源負極，d接電源正極?

C.a接電源負極，b接電源正極，c接電源正極，d接電源負極?

D.a接電源負極，b接電源正極，c接電源負極，d接電源正極

關(guān)于磁感應強度B的敘述，正確的是（　　）?

A.如果一段通電直導線在某處不受磁場力作用，則該處的磁感應強度一定為零?

B.磁感應強度越大的地方，通電直導線受到的磁場力也越大?

C.沿著磁感線的方向，磁感應強度B的值逐漸減小?

D.磁感應強度方向與通過該點磁感線方向一致，或與放在該點的小磁針靜止時N極指向一致

如圖9所示，a、b是直線電流的磁場，c、d是環(huán)形電流的磁場，e、f是螺線管電流的磁場.試在圖中補畫出電流的方向或磁感線方向.

圖9

一矩形通電線框abcd可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動，它處在與OO′垂直的勻強磁場中，如圖8所示.在磁場作用下線框開始轉(zhuǎn)動，最后靜止在平衡位置，則平衡后(　　)?

圖8

A.線框四邊都不受磁場的作用力?

B.線框四邊受到指向線框外部的磁場作用力，但合力為零?

C.線框四邊受到指向線框內(nèi)部的磁場作用力，但合力為零?

D.線框的一對邊受到指向線框外部的磁場作用力，另一對邊受到指向線框內(nèi)部的磁場作用力，但合力為零

質(zhì)量為m的金屬導體棒置于傾角為θ的導軌上，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，當導體棒通以垂直紙面向里的電流時，恰能在導軌上靜止.如圖7所示的四個圖中標出了四種可能的勻強磁場方向，其中棒與導軌間的摩擦力可能為零的是（　�。�

圖7

A.①②③           B.②③④?          C.①③④            D.①②④?

19世紀20年代,科學家已認識到溫度差會引起電流,安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設:地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的.該假設中的電流方向是(磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線)(　　)

A.由西向東垂直磁子午線?

B.由東向西垂直磁子午線?

C.由南向北沿磁子午線?

D.由赤道向兩極沿磁子午線方向?