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如圖所示，長度為L＝0.2m、電阻r＝0.3Ω、質量m＝0.1kg的金屬棒CD，垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑的金屬導軌上，導軌間距離也為L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計。導軌左端接有R＝0.5Ω的電阻，垂直導軌平面的勻強磁場向下穿過導軌平面，磁感強度B＝4T。現以水平向右的恒定外力F使金屬棒右移,當金屬棒以v＝2m/s的速度在導軌平面上勻速滑動時，求：

（1）理想電壓表的示數；

（2）拉動金屬棒的外力F的大小；

（3）若此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導軌上。求撤去外力到金屬棒停止運動的過程中，在電阻R上產生的電熱。

（16分）如圖所示，在質量為M＝0.99kg的小車上，固定著一個質量為m＝10g、電阻R＝1W的矩形單匝線圈MNPQ，其中MN邊水平，NP邊豎直，高度l＝0.05m。小車載著線圈在光滑水平面上一起以v₀＝10m/s的速度做勻速運動，隨后進入一水平有界勻強磁場，完全穿出磁場時小車速度v₁＝2m/s。磁場方向與線圈平面垂直并指向紙內、磁感應強度大小B＝1.0T。已知線圈與小車之間絕緣，小車長度與線圈MN邊長度相同。求：

（1）小車剛進入磁場時線圈中感應電流I的大小和方向；

（2）小車通過磁場的過程中線圈電阻的發熱量Q；

（3）小車進入磁場過程中線圈克服安培力所做的功W_克。

如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場，豎直方向磁場區域足夠長，磁感應強度B＝1T，每一條形磁場區域的寬度及相鄰條形磁場區域的間距均為d=0.5m，現有一邊長l=0.2m、質量m=0.1kg、電阻R＝0.1Ω的正方形線框MNOP以v₀=7m/s的初速從左側磁場邊緣水平進入磁場，求:

（1）線框MN邊剛進入磁場時受到安培力的大小F。

（2）若線框能穿過的條形磁場區域為n個，且n＞3，請用文字簡答線框通過2d的水平距離過程中其水平方向上做什么運動。

（3）線框從剛進入磁場到開始豎直下落的過程中產生的焦耳熱Q。

如圖所示，在質量為M＝0.99kg的小車上，固定著一個質量為m＝10g、電阻R＝1W的矩形單匝線圈MNPQ，其中MN邊水平，NP邊豎直，高度l＝0.05m。小車載著線圈在光滑水平面上一起以v₀＝10m/s的速度做勻速運動，隨后進入一水平有界勻強磁場（磁場寬度大于小車長度），完全穿出磁場時小車速度v₁＝2m/s。磁場方向與線圈平面垂直并指向紙內、磁感應強度大小B＝1.0T。已知線圈與小車之間絕緣，小車長度與線圈MN邊長度相同。求：

（1）小車剛進入磁場時線圈中感應電流I的大小和方向；

（2）小車通過磁場的過程中線圈電阻的發熱量Q；

（3）小車進入磁場過程中線圈克服安培力所做的功W。