1 . 如图所示，一根长为0.20m的直导线，垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A的电流时，导线受到的安培力大小为0.08N，试求：

（1）导体棒受到的安培力方向如何？
（2）磁场的磁感应强度为多大？
（3）当导线中的电流增大为2.5A时，导线受到的安培力为多大？磁场的磁感应强度变为多大？

2 . 如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于匀强磁场中．金属杆ab中通有大小为I的电流．已知重力加速度为g．

（1）若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦，金属杆ab静止在轨道上，求磁感应强度的大小；
（2）若金属杆ab静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零．试说明磁感应强度大小和方向应满足什么条件；
（3）若匀强磁场方向垂直斜面向下，金属杆ab与导轨之间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．欲使金属杆ab静止，则磁感应强度的最大值是多大．

3 . 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场．求：
   
（1）若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向是向上还是向下？磁感应强度B₁为多大？
（2）若导体棒与斜面间无挤压，则施加的磁场方向如何？则磁感应强度B₂为多大？
（3）沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小？最小值B₃为多少？

4 . 如图所示，质量为3kg的导体棒，放在间距为d=1m的水平放置的导轨上，其中电源电动势E=6V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R₀=11.5Ω，其它电阻均不计。（g取10m/s²）求：
（1）若磁场方向垂直导轨平面向上，大小为B=2T，此时导体棒静止不动，导轨与导体棒间的摩擦力为多大；方向如何；
（2）若磁场大小不变，方向与导轨平面成θ=60°角（仍与导体棒垂直），此时导体棒所受的摩擦力多大。

5 . 《科学》介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统．飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等．该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释，下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的质量分别为、，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道做圆周运动，运动过程中Q距地面高为h，设缆索总保持指向地心，P的速度为．已知地球半径为R，地面的重力加速度为g．
   
（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，设缆索中无电流，求缆索P、Q哪端电势高？两端的电势差多大？
（2）设缆索的电阻为，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为，求缆索所受的安培力多大?
（3）求缆索对Q的拉力多大？

6 . （1）如图1所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B₀的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为l，左端接一电动势为E₀、内阻不计的电源。一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好，闭合开关S，导体棒从静止开始运动，忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长。请分析说明导体棒MN的运动情况，在图2中画出速度v随时间t变化的示意图；并推导证明导体棒达到的最大速度为；

（2）直流电动机是一种使用直流电流的动力装置，是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图3所示是一台最简单的直流电动机模型示意图，固定部分（定子）装了一对磁极，旋转部分（转子）装设圆柱形铁芯，将abcd矩形导线框固定在转子铁芯上，能与转子一起绕轴OO′转动。线框与铁芯是绝缘的，线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小，可认为磁场沿径向分布，线框无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，如图4所示（侧面图）。已知ab、cd杆的质量均为M、长度均为L，其它部分质量不计，线框总电阻为R，电源电动势为E，内阻不计，当闭合开关S，线框由静止开始在磁场中转动，线框所处位置的磁感应强度大小均为B，忽略一切阻力与摩擦，
①求闭合开关后，线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中，电动机产生的内能Q_内；
②当电动机接上负载后，相当于线框受到恒定的阻力，阻力不同电动机的转动速度也不相同，求ab、cd两根杆的转动速度v多大时，电动机的输出功率P最大，并求出最大功率P_m。

7 . 如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，相距并处于竖直向上的磁感应强度B为的匀强磁场中，一根质量为的金属杆放在导轨上且与导轨垂直，当金属棒中通如图所示的电流为5A时，金属棒恰好做匀速直线运动，求：（）
（1）导轨与金属棒间的动摩擦因数；
（2）保持其它条件不变，通入金属棒中电流变为9A瞬间，金属棒加速度的大小；
（3）保持其它条件不变，将两导轨的右端抬高，使其与水平方向夹角为45°，若要仍使金属棒保持静止且与导轨间无摩擦力，金属棒中的电流为多大？

8 . 如图所示，导体棒ab长L=0.2m，阻值R₀=0.5Ω，质量m=0.02kg，用两个轻质导线连接挂到天花板下，导体棒水平，电源的电动势E=2V，内阻 r=1.5Ω，定值电阻 R=18Ω，匀强磁场垂直纸面向里，大小为 B=10T。（重力加速度 g=10m/s²）求：

（1）电键k打开时，每个轻质导线的拉力多大；
（2）电键k闭合后，每个轻质导线的拉力又是多大。