题目内容
如图所示，两根相距为L=2.0m的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m=1.0kg、长为L=2.0m、电阻为r=2.0Ω的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.20，棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为R=4.0Ω的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连。有n段垂直导轨平面的宽度为c=3.0m，间距为d=2.0m的匀强磁场，磁感强度大小为B=1.0T，方向垂直纸面向里。金属棒初始位于OO′处，与第一段磁场相距s=6.0m。（g取10m/s2）
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（1）若金属棒向右的初速度v0=3.0m/s，为使金属棒保持匀速直线运动一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小；
（2）在（1）问的情况下，求金属棒OO′开始运动到刚离开第10段磁场过程中，拉力所做的功；
（3）若金属棒初速为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F=4.0N，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，图像如图所示（从金属棒进入第一段磁场开始计时，图中虚线与时间轴平行）。求金属棒每穿过一个磁场过程中回路中产生的焦耳热，以及金属棒从第10段磁场穿出时的速度。
解：（1）金属棒进入磁场前
①
F1=2.0N②
金属棒在磁场中运动时
③
④
⑤
F2=4.0N⑥
（2）在非磁场区域外力F1所做的功为
⑦
在磁场区域外力F2所做的功为
⑧
在此过程拉力所做的总功
W=W1+W2=168J⑨
（3）由电压的周期性分析知，进入每一段磁场的速度都相同，故在每一个周期中△Ek=0，穿过每段磁场产生的电能E电均相同，所以
⑩
得Q=E电=10J ⑾
进入每段磁场时的速度都相同，
⑿
从每段磁场穿出的速度为v
⒀
W=E电 ⒁
得v=4.0m/s ⒂
（⑦⑧⑩各2分，其余各1分，共18分）
（2005?辽宁）如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（ ）
如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨电阻不计，另两根与光滑轨道接触的金属杆质量均为m，电阻均为R，若要使cd杆恰好平衡，且静止不动，则ab杆应做
如图所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两球沿竖直杆向上匀速运动．则每个小球所受的拉力大小为（重力加速度为g）（ ）
（2005?海淀区一模）如图所示，两根相距为d足够长的平行光滑金属导轨位于水平面的xoy平面内，一端接有阻值为R的电阻．在x＞0的一侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置并接触良好，金属杆可在导轨上滑动．开始时，金属直杆位于x=0处，给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度．在运动过程中有一大小可调节的外力F作用在金属杆上，使金属杆保持大小为a、方向沿x轴负方向的恒定加速度运动．金属轨道电阻忽略不计．
如图所示，两根相距为L的竖直平行光滑金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，ab、cd接入闭合电路的电阻均为R，若要cd静止不动，可使ab竖直向