（16分）一个匝数为n =200的矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁感强度大小为B =0.8T、初始位置如图11所示（线圈平面和磁场方向平行），线圈以ab为轴匀速转动，角速度为ω=5rad/s，已知ab边L₁ =15cm，ad边L₂ =10cm，线圈的总电阻是R =100Ω。求：

（1）线圈转动过程中的感应电动势的最大值；
（2）线圈从初始位置开始计时，线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式；
（3）线圈从初始位置开始，转过90°角的过程中，通过导线截面的电量；
（4）线圈转动1分钟内外力所做的功。

如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v₀。在棒的运动速度由v₀减小至v₁的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。

如图所示，两平行导轨竖直放置，上端用导线相连，金属棒ab两端与导轨相接触，并可保持水平地沿光滑导轨滑动，整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨电阻忽略不计，已知金属棒电阻为0.5Ω，质量为0.5kg，ab长为25cm，B＝2T（g取10m/s²）,将金属棒由静止释放后，求：

（1）刚释放时，金属棒的加速度；
（2）金属棒下滑的最大速度v_max­；
（3）当速度为5m/s时, 棒的加速度。

（12分）、如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M，宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。
问：（1）框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？
（2）框架最后做匀速运动（棒处于静止状态）时的速度多大？
（3）若框架通过位移S后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx²/2（x为弹簧的形变量），则在框架通过位移S的过程中，回路中产生的电热为多少？

（12分）2006年3月7日美国《国防工业日报》报道，BAE公司武器系统分部将利用合同资金550万美元，为美海军设计和生产32兆焦实验型小尺寸电磁炮。预计于2007年完成。电磁炮是一种理想的兵器，其原理图如下图，把待发炮弹（导体）放置在磁场中的两平行光滑导轨上，给导轨通一大电流，使炮弹在安培力作用下沿轨道滑行，并以某一速度发射出去。若导轨宽L=2m，长S=500m，通过的电流I=20A，导轨间所加匀强磁场的磁感应强度B=55T，弹体质量（包括金属杆）m=22克，则：
（1）电磁炮离开导轨时的最大速度是多大？
（2）安培力做功的最大功率是多少？

（12分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一半径r=10cm，电阻R=0.01Ω，质量m=0.02Kg的金属圆环以v₀=10m/s的速度向一面积足够大，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场滑去，当圆环刚好有一半进入磁场时圆环的加速度为a=40m/s²,求此过程圆环增加的内能。

（12分）如图所示，匝数为100、边长为0.2m的正方形线圈，在磁感应强度为2T的匀强磁场中，从中性面开始以10πrad/s的角速度绕OO′轴匀速转动。若线圈自身电阻为2Ω，负载电阻R=6Ω，π²≈10，则开始转动s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳？

（20分）
用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。
设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。
（1）求方框下落的最大速度v_m（设磁场区域在数值方向足够长）；
（2）当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；
（3）已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为v_t（v_t<v_m）。若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I₀在该框内产生的热相同，求恒定电流I₀的表达式。

（18分）如图所示，水平放置的两光滑金属导轨相距为L，在其左端接一阻值为R的电阻，其上垂直导轨放置一质量为m的导体棒（除R外其余电阻不计）。整个装置处在磁感应强度为B，方向垂直导轨平面的匀强磁场中，现在棒上施加一水平向右的恒力F，使棒向右运动（摩擦不计）。
（1）求当棒的速度达到最大速度的一半时的加速度?
（2）当棒达到最大速度后撤去力F，在这以后电阻R可以放出多少焦耳的热量？

如图所示，两平行导轨竖直放置，上端用导线相连，金属棒ab两端与导轨相接触，并可保持水平地沿光滑导轨滑动，整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨电阻忽略不计，已知金属棒电阻为0.5Ω，质量为0.5kg，ab长为25cm，B＝2T（g取10m/s²）,将金属棒由静止释放后，求：

（1）刚释放时，金属棒的加速度
（2）金属棒下滑的最大速度v_max­
（3）当速度为5m/s时, 棒的加速度