專題提升Ⅸ電磁感應(yīng)中的能量和動(dòng)量問題（原卷版）

專題提升Ⅸ電磁感應(yīng)中的能量和動(dòng)量問題模塊一知識(shí)掌握知識(shí)點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的能量問題【重難詮釋】1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化安培力做功eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(做正功：電能\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)化))機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī),做負(fù)功：機(jī)械能\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)化))電能\o(→,\s\up7(電流),\s\do5(做功))焦耳熱或其他形式的能量，如發(fā)電機(jī)))2．焦耳熱的計(jì)算(1)電流恒定時(shí)，根據(jù)焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.(2)感應(yīng)電流變化，可用以下方法分析：①利用動(dòng)能定理，求出克服安培力做的功W克安，即Q＝W克安．②利用能量守恒定律，焦耳熱等于其他形式能量的減少量．（多選）（2023春?十堰期末）半徑為r、間距為L(zhǎng)的固定光滑14圓弧軌道右端接有一阻值為R的定值電阻，如圖所示。整個(gè)空間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從軌道最低位置cd開始，在外力的作用下以速度v沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在ab處與軌道分離。已知金屬棒在軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中始終與軌道接觸良好，電路中其余電阻均不計(jì)，重力加速度大小為gA．金屬棒兩端的最大電壓為BLv B．整個(gè)過程中通過金屬棒某截面的電荷量為BLr2RC．整個(gè)過程中定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為πBD．金屬棒從cd運(yùn)動(dòng)到ab的過程中，外力做的功為π（2023春?揚(yáng)州期中）在一足夠大的光滑水平面上存在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直水平面向上，磁場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸方向均勻增大，沿y軸方向不變，其俯視圖如圖所示。現(xiàn)有一閉合的正方形金屬線框（線框有電阻），質(zhì)量為m，以大小為v0、方向沿其對(duì)角線且與x軸成45°角的速度開始運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于線框的說法中正確的是（）A．線框中的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針（俯視）方向 B．線框最終將以一定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．線框最終將靜止于平面上的某個(gè)位置 D．線框運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的內(nèi)能為m（2023春?滁州期中）如圖甲所示，兩根光滑的平行導(dǎo)軌傾斜固定在水平面上方，所形成的斜面傾角θ＝37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值恒為R＝1Ω的小燈泡。兩導(dǎo)軌之間有一段長(zhǎng)為d＝3m的矩形區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。導(dǎo)體棒MN長(zhǎng)度等于兩平行導(dǎo)軌間距，質(zhì)量m＝，電阻r＝Ω，t＝0時(shí)刻導(dǎo)體棒在兩導(dǎo)軌上部某位置由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，已知從導(dǎo)體棒釋放到它離開磁場(chǎng)區(qū)，通過燈泡的電流不變且恰好正常發(fā)光，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝。（1）求平行導(dǎo)軌的間距；（2）求電流通過小燈泡所做的功；（3）如果從開始運(yùn)動(dòng)到某一瞬間導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量Q'＝，求該過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量以及導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的距離。知識(shí)點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題【重難詮釋】1.動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用導(dǎo)體棒或金屬框在感應(yīng)電流所引起的安培力作用下做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力的沖量為：I安＝Beq\x\to(I)Lt＝BLq，通過導(dǎo)體棒或金屬框的電荷量為：q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(\x\to(E),R總)Δt＝neq\f(ΔΦ,Δt·R總)·Δt＝neq\f(ΔΦ,R總)，磁通量變化量：ΔΦ＝BΔS＝BLx.如果安培力是導(dǎo)體棒或金屬框受到的合外力，則I安＝mv2－mv1.當(dāng)題目中涉及速度v、電荷量q、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t、運(yùn)動(dòng)位移x時(shí)用動(dòng)量定理求解更方便．2.動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用在雙金屬棒切割磁感線的系統(tǒng)中，雙金屬棒和導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，安培力為系統(tǒng)內(nèi)力，如果兩安培力等大反向，且它們受到的外力的合力為0，則滿足動(dòng)量守恒條件，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解比較方便．這類問題可以從以下三個(gè)觀點(diǎn)來分析：(1)力學(xué)觀點(diǎn)：通常情況下一個(gè)金屬棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，而另一個(gè)金屬棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終兩金屬棒以共同的速度勻速運(yùn)動(dòng)．(2)動(dòng)量觀點(diǎn)：如果光滑導(dǎo)軌間距恒定，則兩個(gè)金屬棒的安培力大小相等，通常情況下系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．(3)能量觀點(diǎn)：其中一個(gè)金屬棒動(dòng)能的減少量等于另一個(gè)金屬棒動(dòng)能的增加量與回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和．類型1.動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用（多選）（2023春?岳陽期末）如圖，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，兩部分平滑連接，平直部分右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好，則金屬棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中（）A．流過金屬棒的最大電流為I=EB．通過金屬棒的電荷量為BdL2RC．金屬棒內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為mg（h﹣μd） D．導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2gh（2023春?渝中區(qū)校級(jí)期末）某航空愛好者利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)在地球上回收返回艙的電磁緩沖裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩返回艙和地面間的沖擊力。如圖甲所示，在返回艙的底盤安裝有均勻?qū)ΨQ的4臺(tái)電磁緩沖裝置，每臺(tái)電磁緩沖結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示。在緩沖裝置的底板上，沿豎直方向固定著兩個(gè)光滑絕緣導(dǎo)軌PQ、MN。導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)，安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。假設(shè)整個(gè)返回艙以速度v0與地面碰撞后，滑塊K立即停下，不反彈。此后在線圈與軌道的磁場(chǎng)作用下使艙體減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。返回艙質(zhì)量為m，地球表面的重力加速度為g，一切摩擦阻力不計(jì)，緩沖裝置質(zhì)量忽略不計(jì)。則以下說法正確的是（）A．滑塊K的線圈中最大感應(yīng)電流的大小ImaxB．若緩沖裝置向下移動(dòng)距離H后速度減為v，則此過程中每個(gè)緩沖線圈abcd中通過的電量q=nC．若緩沖裝置向下移動(dòng)距離H后速度減為v，則此過程中每個(gè)緩沖線圈abcd中產(chǎn)生的焦耳熱是Q=1D．若要使緩沖滑塊K和返回艙不相碰，且緩沖時(shí)間為t，則緩沖裝置中的光滑導(dǎo)軌PQ和MN長(zhǎng)度至少d=（2023春?開福區(qū)校級(jí)期末）如圖甲所示，兩平行導(dǎo)軌是由傾斜導(dǎo)軌（傾角為θ）與水平導(dǎo)軌用極短的圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成的，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，上端與阻值為R的電阻連接。一質(zhì)量為m的金屬桿MN在t＝0時(shí)由靜止開始在沿P1P2方向的拉力（圖中未畫出）作用下沿導(dǎo)軌下滑。當(dāng)桿MN運(yùn)動(dòng)到P2Q2處時(shí)撤去拉力，桿MN在水平導(dǎo)軌上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，其速率v隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，圖中vm和t0為已知量。若全過程中電阻R產(chǎn)生的總熱量為Q，桿MN始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌和桿MN的電阻以及一切摩擦均不計(jì)，重力加速度為g，求：（1）桿MN中的最大感應(yīng)電流Im的大小和方向；（2）拉力做的功WF；（3）撤去拉力后桿MN在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的路程s。類型2.動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用（2023春?東城區(qū)期末）如圖所示，PQ和MN是固定于水平面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻忽略不計(jì)。質(zhì)量均為m的金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直且接觸良好。兩金屬棒的長(zhǎng)度恰好等于軌道的間距，它們與軌道形成閉合回路。整個(gè)裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。使金屬棒cd得到初速度v0的同時(shí)，金屬棒ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)，考慮兩金屬棒之后的運(yùn)動(dòng)過程（經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間，不考慮空氣阻力），以下說法正確的是（）A．a(chǎn)b棒受到的沖量大小為mv0B．cd棒受到的沖量大小為mv0C．金屬棒ab、cd組成的系統(tǒng)動(dòng)量變化量為mv0 D．整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量為m（2023春?常州期末）如圖所示，兩光滑平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為d，固定在水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。兩質(zhì)量都為m、電阻都為r的導(dǎo)體棒L1、L2平行放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，初始兩導(dǎo)體棒距離足夠遠(yuǎn)，L1靜止，L2以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。則（）A．導(dǎo)體棒L1的最終速度為v0 B．導(dǎo)體棒L2產(chǎn)生的焦耳熱為3mvC．通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為mvD．兩導(dǎo)體棒初始距離最小值為m（2023春?天寧區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，平行傾斜光滑導(dǎo)軌與足夠長(zhǎng)的平行水平光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量分別為m和12m的金屬棒b和c靜止放在間距為L(zhǎng)的水平導(dǎo)軌上，b、c兩棒均與導(dǎo)軌垂直且兩金屬棒電阻均為R。圖中de虛線往右有范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m的絕緣棒a垂直于傾斜導(dǎo)軌靜止釋放，釋放位置與水平導(dǎo)軌的高度差為h。已知絕緣棒a滑到水平導(dǎo)軌上與金屬棒b發(fā)生彈性正碰，金屬棒b進(jìn)入磁場(chǎng)后始終未與金屬棒c發(fā)生碰撞。重力加速度為g（1）絕緣棒a與金屬棒b發(fā)生彈性正碰后分離時(shí)兩棒的速度大??；（2）金屬棒b進(jìn)入磁場(chǎng)后，其加速度為其最大加速度的一半時(shí)的速度大小；（3）兩金屬棒b、c上最終產(chǎn)生的總焦耳熱。（4）金屬棒c初始位置距離磁場(chǎng)邊界de的最小距離為多少？模塊二鞏固提高（2023?湖北模擬）如圖所示，空間存在方向垂直紙面（豎直面）向里的足夠大的磁場(chǎng)，以豎直向下為z軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝B0+kz，式中B0、k均為常數(shù)。一正方形導(dǎo)線框abcd從圖示位置由靜止開始下落，下落過程中底邊ab始終水平。不考慮空氣阻力。與導(dǎo)線框下落的速度成正比的是（）A．a(chǎn)b邊受到安培力的大小 B．bc邊受到安培力的大小 C．cd邊受到安培力的大小 D．線框受到安培力的大?。?023?漣源市二模）如圖所示，水平間距為L(zhǎng)，半徑為r的二分之一光滑圓弧導(dǎo)軌，bb'為導(dǎo)軌最低位置，aa'與cc'為最高位置且等高，右側(cè)連接阻值為R的電阻，圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有一根金屬棒在外力的作用下以速度v0從aa'沿導(dǎo)軌做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至cc'處，金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，則該過程中（）A．經(jīng)過最低位置bb'處時(shí)，通過電阻R的電流最小 B．經(jīng)過最低位置bb'處時(shí)，通過金屬棒的電流方向?yàn)閎'→b C．通過電阻R的電荷量為2BLrRD．電阻R上產(chǎn)生的熱量為πr（2023春?嘉陵區(qū)校級(jí)月考）如下圖所示，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m，由高H處自由落下，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度也是L，則線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為（）A．2mgL B．2mgL+mgH C．2mgL+14mgH D．2mgL（2023?浙江）如圖所示，質(zhì)量為M、電阻為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，通過兩根長(zhǎng)均為l、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上，固定點(diǎn)間距也為L(zhǎng)。細(xì)桿通過開關(guān)S可與直流電源E0或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1，當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí)，細(xì)桿與豎直方向的夾角θ=π4；然后開關(guān)S接A．電源電動(dòng)勢(shì)E0=2B．棒消耗的焦耳熱Q=(1-2C．從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，最大擺角小于π4D．棒兩次過最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等（2023春?寧波期中）如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌（足夠長(zhǎng)）與水平面成37°角傾斜固定，兩導(dǎo)軌間距為1m，上端接一標(biāo)有“8V，80W”的燈泡，導(dǎo)軌間有方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量m＝1kg、長(zhǎng)度為1m的金屬棒MN，放在兩導(dǎo)軌平面上，且與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，現(xiàn)給MN一沿導(dǎo)軌向下的恒力F，MN達(dá)到平衡后，小燈泡恰好正常發(fā)光。不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒MN的電阻，MN沿導(dǎo)軌滑動(dòng)過程始終與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦。取重力加速度大小g＝10m/s2，下列說法正確的是（）A．金屬棒MN沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過程中通過小燈泡的電流方向?yàn)閺腷到a B．金屬棒MN平衡時(shí)的速度大小為6m/s C．恒力F的大小為4N D．金屬棒MN平衡時(shí)其受到重力的功率為80W（2022秋?南和區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd，與導(dǎo)軌一起構(gòu)成閉合回路。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，電阻均為R，其余部分的電阻不計(jì)。在整個(gè)導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。開始時(shí)，兩導(dǎo)體棒均在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)，某時(shí)刻給導(dǎo)體棒ab以水平向右的初速度v0，則（）A．導(dǎo)體棒ab剛獲得速度v0時(shí)受到的安培力大小為B2B．導(dǎo)體棒ab、cd速度會(huì)減為0 C．兩導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量為14D．當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度變?yōu)?4v0時(shí)，導(dǎo)體棒cd的加速度大小為（2023春?云南期中）如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接。右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻，平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度大小為g。則金屬棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中（）A．流過金屬棒的最大電流為Bd2ghB．通過金屬棒的電荷量為BdLRC．克服安培力所做的功為mgh D．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為1（2023?市中區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示，一正方形單匝金屬線框放在光滑水平面上，水平面內(nèi)兩條平行直線MN、QP間存在垂直水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，t＝0時(shí)，線框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，外力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙實(shí)線所示，已知線框質(zhì)量m＝1kg、電阻R＝2Ω，則（）A．磁場(chǎng)寬度為3m B．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2TC．線框穿過QP的過程中產(chǎn)生的焦耳熱等于4J D．線框穿過MN的過程中通過導(dǎo)線內(nèi)某一橫截面的電荷量為2（2023?樂安縣校級(jí)一模）如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的導(dǎo)線框用一根絕緣細(xì)線連接起來，掛在兩個(gè)高度相同的定滑輪上，已知導(dǎo)線框電阻為R，橫邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)上下邊界的距離、導(dǎo)線框豎直邊長(zhǎng)均為h。初始時(shí)刻，磁場(chǎng)的下邊緣和導(dǎo)線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，導(dǎo)線框加速進(jìn)入磁場(chǎng)，穿出磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計(jì)，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為ghB．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，若某一時(shí)刻的速度為v，則加速度為a=12gC．導(dǎo)線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為mgRBD．導(dǎo)線框通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量Q＝5mgh-（2023春?荔灣區(qū)校級(jí)期中）如圖甲，間距L＝的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩導(dǎo)軌左端MP之間接有一阻值為R＝1Ω的定值電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；一導(dǎo)體棒（電阻不計(jì)）垂直于導(dǎo)軌放在距離導(dǎo)軌左端d＝的ab處，其質(zhì)量m＝，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，整個(gè)裝置處在范圍足夠大的豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。取豎直向下為正方向，從t＝0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示；在t＝3s內(nèi)導(dǎo)體棒在外力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響，取g＝10m/s2。（1）求t＝1s時(shí)安培力的大小和方向；（2）從t＝3s開始，導(dǎo)體棒在恒力F2＝作用下向右運(yùn)動(dòng)x＝1m時(shí)，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大。求導(dǎo)體棒的最大速度及該過程中電阻R上產(chǎn)生