1 . 导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路。已知导线MN电阻为R，其长度L恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。
（1）导体棒切割磁感线时，由法拉第电磁感应定律，证明产生的感应电动势；
（2）通过公式推导验证：在时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能，也等于导线MN中产生的焦耳热Q。

2 . 如图所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为。轨道左端接一阻值为的电阻，金属棒在两导轨之间的电阻为，导轨及其他电阻不计。若金属棒在外力的作用下，沿框架以速度沿轨道水平向右做匀速直线运动。求：
（1）中的电流方向；、端电势哪端高；
（2）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感线产生的感应电动势表达式；
（3）求之间的电压。

3 . 如图所示，矩形线框固定于匀强磁场中，为一导体棒，可在和间滑动并接触良好。设磁感应强度为，矩形线框的宽度等于，在时间内导体棒向左匀速滑过距离。则下列判断错误的是（　　）

A．当向左滑动时，左侧面积减小，右侧面积增大，因此感应电动势

B．当向左滑动时，左侧面积减小，右侧面积增大，互相抵消，因此感应电动势

C．对于匀强磁场中的情况，公式中，，是指导体棒切割磁感线扫过的面积，因此

D．在切割磁感线的情况下，电动势的求解既能用计算，也能用计算

4 . 如图所示，空间中某区域内存在竖直向下的匀强磁场，将一水平放置的金属棒ab从磁场外紧贴磁场边缘以某一速度水平抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。下列说法正确的是（　　）

A．a点电势比b点高

B．从抛出到落地的过程中，电子不断从b向a定向移动

C．单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量是定值

D．电场力使金属棒两端分别积累了正、负电荷

5 . 生活中经常会看到流体（如空气、水等）的旋涡现象。例如风由于旗杆的阻碍而产生旋涡，旋涡又引起空气、旗帜、旗杆在垂直于风速方向上的振动，风速越大这种振动就越快。
（1）利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图甲所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有简单的正比或反比的关系。请结合物理量的单位关系写出频率f与v、D之间的关系式（比例系数可设为k，k是一个没有单位的常量）

（2）液体的振动频率可利用电磁感应进行检测。如图乙所示，将横截面直径为d的圆柱形金属信号电极垂直于流体流动方向固定于管道中，其所在区域有平行于信号电极、磁感应强度为B的匀强磁场，图丙为俯视的截面图。流体振动时带动信号电极在垂直于流速的方向上振动，若信号电极上的感应电动势e随时间t的变化规律如图丁所示，图中的E_m和T均为已知量。求流体的振动频率f以及信号电极振动的最大速率v_m；

（3）为了探测电极产生的信号，关于检测元件的设计，有人设想：选用电阻率为ρ的某导电材料制成横截面积为S、半径为r的闭合圆环，某时刻在圆环内产生一瞬时电流，由于自感该电流会持续一段短暂的时间，以便仪器检测。已知电流在环内产生的磁场可视为均匀磁场，磁感应强度的大小与电流成正比，方向垂直于圆环平面。若圆环内的瞬时电流恰好经减为零（T为流体的振动周期），且此过程中电流的平均值与初始时刻的电流成正比。结合（1）问的结果，请推导r与v、ρ、D以及S之间的关系。

6 . 如图所示，一边长为L、阻值为R的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框在一大小为F的水平恒力作用下由静止开始向左运动，并最终以恒定的速度匀速离开磁场区域，线框离开磁场的全过程所用时间为t₀。
（1）线框中感应电流的方向是顺时针还是逆时针？
（2）求线框匀速运动时速度的大小v；
（3）求被拉出磁场的过程中，线框中的平均感应电动势。

7 . 如图所示，在匀强磁场中水平放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨，金属导轨在同一水平面内，且间距。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度，金属杆可以在导轨上无摩擦地滑动。已知电路中电阻，金属杆的电阻，若用水平拉力作用在金属杆上，使其匀速向右运动，整个过程中金属杆均与导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属杆向右运动的速度大小；
（2）金属杆两端的电势差；
（3）0.5s的时间内通过电阻的电量。

8 . 电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之一。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景：在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v（v均平行于MN）向右做匀速运动。求：
(1)如图1所示，a、b两点间的电势差是多大？a、b两点哪一点的电势高？
(2)若在某个时刻撤去拉力，请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像；
(3)如图3所示，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。以下讨论不必考虑自由电荷的热运动。
a。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？请在图中画出自由电荷大致速度v_合方向以及所受洛伦兹力f的方向。
b。导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？
c。导体棒在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，通过上面的分析，请回答该电源的非静电力是什么？
(4)若将图1中MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度v₁向右做匀速运动时，流过金属棒的电流为I₁，此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分问摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度大小。

9 . 如图所示，先后以速度v₀和2v₀把同一正方形闭合线圈匀速拉入有界匀强磁场区域的过程中，则在先后两种情况下（   ）

A．线圈中的感应电流之比为I1：I2=2：1

B．线圈所受到的安培力之比为F1：F2=1：4

C．线圈产生的焦耳热之比为Q1：Q2=1：4

D．通过线圈截面电荷量之比为q1：q2=1：1

10 . 如图1所示，两根足够长的平行导轨，间距L=0.3m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B₁=0.5T。一根直金属杆MN以v=2m/s的速度向左匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图1中的导轨和图2中的圆形线圈相连接，b端接地，杆MN的电阻r₁=1，导轨的电阻可忽略。
（1）求杆MN中产生的感应电动势E₁和ab两点的电势差U_ab
（2）如图2所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S₁=0.4m²，电阻r₂=1Ω。在线圈中存在面积S₂=0.3m²垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度B₂随时间t变化的关系如图3所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E₂。