如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场．用薄金属条制成的闭合正方形框aa′b′b边长为L，质量为m，电阻为R．现将金属方框水平地放在磁场中，aa′边、bb′边分别位于左、右两边的磁场中，方向均与磁场方向垂直，乙图是从上向下看的俯视图．金属方框由静止开始下落，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）．
（1）请根据乙图指出下落时方框中感应电流的方向；
（2）求方框下落的最大速度v_m（设磁场区域在竖直方向足够长）；
（3）当方框下落的加速度为 

g

2

 时，求方框内感应电流的功率P；
（4）从静止开始经过时间t，方框下落高度为h，速度为v_t（v_t＜v_m）．若在这段时间内感应电流做的功与一恒定电流I₀在t时间内在该框内做的功相同，求恒定电流I₀的表达式．

如图甲所示，长方形金属框abcd（下面简称方框），各边长度为ac=bd=

l

2

、ab=cd=l，方框外侧套着一个内侧壁长分别为

l

2

及l的U型金属框架MNPQ（下面简称U型框），U型框与方框之间接触良好且无摩擦．两个金属框的质量均为m，PQ边、ab边和cd边的电阻均为r，其余各边电阻可忽略不计．将两个金属框放在静止在水平地面上的矩形粗糙绝缘平面上，将平面的一端缓慢抬起，直到这两个金属框都恰能在此平面上匀速下滑，这时平面与地面的夹角为θ，此时将平面固定构成一个倾角为θ的斜面．已知两框与斜面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．在斜面上有两条与其底边垂直的、电阻可忽略不计，且足够长的光滑金属轨道，两轨道间的宽度略大于l，使两轨道能与U型框保持良好接触，在轨道上端接有电压传感器并与计算机相连，如图乙所示．在轨道所在空间存在垂直于轨道平面斜向下、磁感强度大小为B的匀强磁场．

（1）若将方框固定不动，用与斜面平行，且垂直PQ边向下的力拉动U型框，使它匀速向下运动，在U形框与方框分离之前，计算机上显示的电压为恒定电压U₀，求U型框向下运动的速度多大；
（2）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度v₀，如果U型框与方框最后能不分离而一起运动，求在这一过程中电流通过方框产生的焦耳热；
（3）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度3v₀，U型框与方框将会分离．求在二者分离之前U型框速度减小到2v₀时，方框的加速度．
注：两个电动势均为E、内阻均为r的直流电源，若并联在一起，可等效为电动势仍为E，内电阻为

r

2

的电源；若串联在一起，可等效为电动势为2E，内电阻为2r的电源．

如图甲，两光滑的平行导轨MON与PO’Q，其中ON、O’Q部分是水平的，倾斜部分与水平部分用光滑圆弧连接，QN两点间连电阻R，导轨间距为L．水平导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ（分别是cdef和ghjk虚线包围区），磁场方向垂直于导轨平面竖直向上，Ⅱ区是磁感强度B₀的恒定磁场，Ⅰ区磁场的宽度为x₀，磁感应强度随时间变化．一质量为m，电阻为R的导体棒垂直于导轨放置在磁场区中央位置，t=0时刻Ⅰ区磁场的磁感强度从B₁大小开始均匀减小至零，变化如图乙所示，导体棒在磁场力的作用下运动的v-t图象如图丙所示．
（1）求出t=0时刻导体棒运动的加速度a；
（2）求导体棒穿过Ⅰ区磁场的过程中安培力所做的功和ab棒离开Ⅰ区磁场后直到最终停止的过程中电阻R上产生的热量．
（3）根据导体棒运动图象，求棒的最终位置和在0-t₂时间内通过棒的电量．

如图甲所示，两光滑的平行导轨MON与PO′Q，其中ON、O′Q部分是水平的，倾斜部分与水平部分用光滑圆弧连接，Q、Ⅳ两点间接有电阻尺，导轨间距为L．水平导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ（分别是cdef和ghjk），磁场方向垂直于导轨平面竖直向上，Ⅱ区是磁感应强度为B₀的恒定磁场区，Ⅰ区磁场的宽度为x₀，磁感应强度随时间变化．一质量为m、电阻为R的导体棒垂直于导轨放置在Ⅰ区磁场中央位置，t=0时刻Ⅰ区磁场的磁感应强度大小从B₁开始均匀减小至零，如图乙所示，导体棒在安培力的作用下运动的v-t图象如图丙所示．求：
（1）t=0时刻，导体棒运动的加速度a；
（2）导体棒穿过Ⅰ区磁场边界过程中安培力所做的功；
（3）Ⅱ区磁场的宽度x₁．