(14分)如图12所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：
(1)导线中感应电流的大小；
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．

如图8所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω. 试求：
（1）转动过程中感应电动势的最大值；交变电压表的示数；
感应电动势的瞬时值表达式
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．
（3）线圈转动一周线框上产生的焦耳热为多少？

如图甲所示，两平行金属板的板长l＝0.20m，板间距d＝6.0×10^－2m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B＝1.0×10^－2T。现有带正电的粒子以v₀＝5.0×10⁵m/s的速度沿两板间的中线OO^' 连续进入电场，经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷＝10⁸C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取）。

（1）求t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；

（2）求t＝0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；

（3）试证明：在以上装置不变时，以v₀射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。

图16

（1）若以ab边为轴，线圈转过30°，这时穿过线圈的磁通量为___________，在这一过程中，磁通量的变化量为___________.

（2）若以ad边为轴，线圈转过30°，这时穿过线圈的磁通量为____________，磁通量的变化量为____________.