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。現(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(kāi)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，兩根互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，相距為L(zhǎng)=0.5 m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值R=0.3 Ω的電阻，在x≥0一側(cè)存在一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T.一質(zhì)量m=2 kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬桿的電阻r=0.2 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì).當(dāng)金屬桿以v₀=4 m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)的同時(shí)，受到一個(gè)水平向右的外力作用，且外力的功率P恒為18 W，經(jīng)過(guò)2 s金屬桿達(dá)到最大速度.求：

圖13

（1）金屬桿達(dá)到的最大速度v_m;

（2）在這2 s時(shí)間內(nèi)回路產(chǎn)生的熱量Q；

（3）當(dāng)速度變?yōu)? m/s  時(shí)，金屬桿的加速度a.

如圖13所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，表面光滑，處在豎直向上 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面，以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，欲使棒PQ停下來(lái)，下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒PQ有電阻)     (　　)

A．在棒PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒

B．在棒PQ棒右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比

棒PQ大的金屬棒

C．將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來(lái)

D．將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接起來(lái)

 

如圖13所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，表面光滑，處在豎直向上 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面，以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，欲使棒PQ停下來(lái)，下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒PQ有電阻)     (　　)

A．在棒PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒

B．將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來(lái)

C．將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接起來(lái)

D、在棒PQ棒右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比棒PQ大的金屬棒