（共16分）如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计. 导轨所在平面与磁感庆强度B=5.0T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×10－2kg、电阻r=0.5Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有阻值均为3.0Ω的电阻R1和R2。重力加速度取10m/s2，且导轨足够长，若使金属杆ab从静止开始下滑，求：
（1）杆下滑的最大速率vm；
（2）稳定后整个电路耗电的总功率P；
（3）杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.
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N匝矩形线圈abcd，长L1，宽L2，总电阻为r．线圈通过滑环M，N及电刷P，Q与阻值为R的电阻及电流表组成闭合电路．线圈处在磁感强度为B的匀强磁场中，转轴OO'通过ad边和bc边的中点并与磁场方向垂直．线圈以角速度ω匀速转动，求： 
(1)．线圈转到图示位置时，ab边产生的感应电动势E1．
(2)．线圈转动过程中，电流表的示数．
一个矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转动轴转动．线n=100匝．穿过每匝的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示．发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．已知感应电动势的最大值Em=nωφm，其中φm为穿过每匝线圈的磁通量的最大值．求串联在外电路中的理想的交流电流表的读数．
一段铁道弯轨，内、外轨道高度差为h=10cm，弯道半径为900cm，轨道平面宽L=144cm，求这段弯道的设计速度，并讨论当火车速度大于或小于这一速度时会发生什么现象？（g取10m/s2)
有一根长度为l的轻绳，一端固定在天花板上，另一端系一质量为m的小球，当小球在水平面内做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示，求这时绳上的张力，小球运动的线速度和周期.
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