()2如图所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨，O是它们的交点

接触良好。两导轨处在同一水平面内，并置于有理想边界的匀强磁场中（图中经过O点的

线即为磁场的左边界）。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触，并在弹簧S的作

下沿导轨以速度v₀向左匀速运动。已知在导体棒运动的过程中，弹簧始终处于弹性限度内

磁感应强度大小为B，方向如图。当导体棒运动到O点时，弹簧恰好处于原长，导轨和导体

单位长度的电阻均为r，已知弹簧的弹力与形变量成正比，即F＝kx，k为弹簧的劲度系数

求：

（1）导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电流大小；

（2）弹簧的劲度系数k；

（3）从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量。

图2-15是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）.滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kl，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5 cm，滑块的质量m=30 g，滑块沿导轨滑行5 cm后获得的发射速度v=3.0 km/s（此过程视为匀加速运动）.

（1）求发射过程中电源提供的电流大小；

（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?

（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s′.设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦.求滑块对砂箱平均冲击力的表达式.

图2-15

以20 m/s的速度将一物体竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10 m/s²，试求：

(1)物体上升的最大高度；

(2)以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置.

以20 m/s的速度在雾中匀速直线前进的汽船，拉响汽笛5 s后听到正前方传来的回声.已知声速为340 m/s，求下列两种情况下，听到回声时汽船与障碍物的距离.?

（1）障碍物为前方一山峰；

（2）障碍物为以8.5 m/s的速度相向驶来的巨轮.