如圖13所示，兩根正對(duì)的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM′端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻，NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R₀=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.64 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=0.80m，且其右邊界與NN′重合�，F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去F，結(jié)果導(dǎo)體桿ab恰好能以最小速度通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)PP′。已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，軌道的電阻可忽略不計(jì)，取g=10m/s²，求：

（1）導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體桿上的電流大小和方向；

（2）導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R上的電荷量；

（3）導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

 如圖13所示，半徑R=0.80m的光滑圓弧軌道豎直固定，過(guò)最低點(diǎn)的半徑OC處于豎直位置．其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂端與C等高，下部有一小孔，距頂端h=0.8m．轉(zhuǎn)筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)，開始時(shí)小孔也在這一平面內(nèi)的圖示位置。今讓一質(zhì)量m=0.1kg的小球自A點(diǎn)由靜止開始下落后打在圓弧軌道上的B點(diǎn)，但未反彈，在瞬問(wèn)碰撞過(guò)程中，小球沿半徑方向的分速度立刻減為零，而沿切線方向的分速度不變．此后，小球沿圓弧軌道滑下，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)觸動(dòng)光電裝置，使圓筒立刻以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且小球最終正好進(jìn)入小孔。已知A、B到圓心O的距離均為R，與水平方向的夾角均為θ=30°，不計(jì)空氣阻力，g取l0m/s²．求：

 （1）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 F_C；

（2）轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小.

如圖13所示，光滑、足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻、軌道間距為l的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，水平放在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左半部分為Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₁；右半部分為Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂，且B₁=2B₂。在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的左邊界垂直于導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻為R₁的金屬棒a，在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的某一位置，垂直于導(dǎo)軌放置另一質(zhì)量也為m、電阻為R₂的金屬棒b。開始時(shí)b靜止，給a一個(gè)向右沖量I后a、b開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩金屬棒總是與導(dǎo)軌垂直。

（1）求金屬棒a受到?jīng)_量后的瞬間通過(guò)金屬導(dǎo)軌的感應(yīng)電流；

（2）設(shè)金屬棒b在運(yùn)動(dòng)到Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的右邊界前已經(jīng)達(dá)到最大速度，求金屬棒b在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中的最大速度值；

（3）金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后，金屬棒b再次達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)這時(shí)金屬棒a仍然在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中。求金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒a、b中產(chǎn)生的總焦耳熱。

 如圖13所示，半徑R=0.80m的光滑圓弧軌道豎直固定，過(guò)最低點(diǎn)的半徑OC處于豎直位置．其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂端與C等高，下部有一小孔，距頂端h=0.8m．轉(zhuǎn)筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)，開始時(shí)小孔也在這一平面內(nèi)的圖示位置。今讓一質(zhì)量m=0.1kg的小球自A點(diǎn)由靜止開始下落后打在圓弧軌道上的B點(diǎn)，但未反彈，在瞬問(wèn)碰撞過(guò)程中，小球沿半徑方向的分速度立刻減為零，而沿切線方向的分速度不變．此后，小球沿圓弧軌道滑下，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)觸動(dòng)光電裝置，使圓筒立刻以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且小球最終正好進(jìn)入小孔。已知A、B到圓心O的距離均為R，與水平方向的夾角均為θ=30°，不計(jì)空氣阻力，g取l0m/s²．求：

 （1）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 F_C；

（2）轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小.

如圖13所示，光滑、足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻、軌道間距分別為l₁和l₂（l₁=2 l₂）的平行金屬導(dǎo)軌CD、EF和MN、PQ，水平放在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在軌道間距為l₁勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的左邊界垂直于導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻為R₁的金屬棒a（長(zhǎng)度略大于l₁），在軌道間距為l₁勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的另一位置，垂直于導(dǎo)軌放置另一質(zhì)量也為m、電阻分布均勻阻值為R₂的金屬棒b（長(zhǎng)度略大于l₂）。開始時(shí)b靜止在軌道間距為l₁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，給a一個(gè)向右的初速度v₀后a、b開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，二金屬棒總是與導(dǎo)軌垂直。

（1）求金屬棒a獲得初速度v₀的瞬間金屬棒b兩端的電壓；

（2）設(shè)金屬棒b在軌道間距為l₁勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的右邊界前已經(jīng)達(dá)到最大速度，求金屬棒b的最大速度值；

（3）金屬棒b進(jìn)入軌道間距l₂勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后，金屬棒b再次達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)這時(shí)金屬棒a仍然在軌道間距為l₁勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中。求金屬棒b進(jìn)入軌道間距l₂勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后金屬棒a、b中產(chǎn)生的總焦耳熱。