（15分 ）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问：
（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？
如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。闭合开关，当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V，求：
(1)电源的电动势E和内阻r
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
如图甲所示正方形金属线框abcd，边长L=2.5m、质量m=0.5kg、各边电阻均为1Ω。其水平放置在光滑绝缘的水平面上，它的ab边与竖直向上的匀强磁场边界MN重合，磁场的磁感应强度B=0.8T。现在水平拉力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框的速度随时间变化的图象vt—t如乙图所示，在金属线框被拉出磁场的过程中。求：
（1）4s末线框cd边的电压大小
（2）4s末水平拉力F的大小
（3）已知在这5s内拉力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
电动自行车是一种重要的交通工具，都市中每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷，形成了一道独特的风景。电动自行车提供能量的装置为装在电池盒内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将带动车轮转动。假设有一辆电动自行车，人和车的总质量为120kg。当该车在水平地面上以5m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为36V，通过电动机的电流为5A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，g取10m/s2。求：
（1）电动机输出的机械功率
（2）电动机线圈的电阻
如图所示，在xoy平面内，第三象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与负x轴成45°角。在
且OM的左侧空间存在着沿负
方向的匀强电场E，场强大小为32N/C，在
且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T。一不计重力的带负电的粒子，从坐标原点O沿y轴负方向以
m/s的初速度进入磁场，已知粒子的带电量为
，质量为
，求：
(1)带电粒子第一次经过磁场边界的位置坐标；
(2)带电粒子在磁场区域运动的总时间；(结果保留三位有效数字)
(3)带电粒子最终离开电、磁场区域进入第一象限时的位置坐标。
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