如图14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=kI，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.

图14

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 m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；

（2）若电源输出的能量有4%转化为滑块的动能，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.

如图13甲所示,一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的距离为L=0.50 m.一根质量为m=0.50 kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且与导轨接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.ab棒的电阻为R=0.10 Ω,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感应强度B₀=0.50 T.

图13

(1)若保持磁感应强度B₀的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动.此拉力T的大小随时间t的变化关系如图13乙所示.求ab棒做匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力.

(2)若从t=0时刻开始,调节磁感应强度的大小使其以ΔBΔt=0.20 T/s的变化率均匀增加,求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?(ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等)

在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ,导轨间距为d,导轨和电路的连接如图12所示.在导轨的MP端放置着一根金属棒,与导轨垂直且接触良好.空间中存在竖直向上方向的匀强磁场,磁感应强度为B.将开关S₁闭合,S₂断开,电压表和电流表的示数分别为U₁和I₁,金属棒仍处于静止状态;再将开关S₂闭合,电压表和电流表的示数分别为U₂和I₂,金属棒在导轨上由静止开始运动,运动过程中金属棒始终与导轨垂直.设金属棒的质量为m,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势,重力加速度为g,求:

图12

(1)金属棒到达NQ端时的速度大小.?

(2)金属棒在导轨上运动的过程中,电流在金属棒中产生的热量.?????????

在倾角θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25 m，接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框的两对边放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ=整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图所示.当调滑动变阻器R的阻值在什么范围内,可使金属棒静止在框架上?框架与棒的电阻不计，g取10 m/s²

图11

磁铁的磁性变弱，需要充磁，充磁的方式有两种，如图10中的甲图是将条形磁铁穿在通电螺线管中，乙图是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源.下列接线正确的是（　　）

图10

A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极?

B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极?

C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极?

D.a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极

关于磁感应强度B的叙述，正确的是（　　）?

A.如果一段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零?

B.磁感应强度越大的地方，通电直导线受到的磁场力也越大?

C.沿着磁感线的方向，磁感应强度B的值逐渐减小?

D.磁感应强度方向与通过该点磁感线方向一致，或与放在该点的小磁针静止时N极指向一致

如图9所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场.试在图中补画出电流的方向或磁感线方向.

图9

一矩形通电线框abcd可绕其中心轴OO′转动，它处在与OO′垂直的匀强磁场中，如图8所示.在磁场作用下线框开始转动，最后静止在平衡位置，则平衡后(　　)?

图8

A.线框四边都不受磁场的作用力?

B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力，但合力为零?

C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零?

D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零

质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止.如图7所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（　　）

图7

A.①②③           B.②③④?          C.①③④            D.①②④?

19世纪20年代,科学家已认识到温度差会引起电流,安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下假设:地球磁场是由绕地球的环形电流引起的.该假设中的电流方向是(磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)(　　)

A.由西向东垂直磁子午线?

B.由东向西垂直磁子午线?

C.由南向北沿磁子午线?

D.由赤道向两极沿磁子午线方向?