载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的即离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T₀。当MN通以强度为I₁的电流时，两细线内的张力均减小为T₁：当MN内的电流强度变为I₂时，两细线的张力均大于T₀。（重力加速度用g表示）

（2分）（1）分别指出强度为I₁、I₂的电流的方向；

（3分）（2）求MN分别通以强度为I₁和I₂电流时，线框受到的安培力F₁与F₂大小之比；

（6分）（3）当MN内的电流强度为I₃时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I₃。

在研究电磁感应现象的过程中，某同学设计了一个如图I所示的实验装置。ABCD为一个右端开口的U型水平导轨，它所在空间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。导体棒AD和BC段导轨是有电阻的，其它部分电阻不计。其中BC段电阻R₀=5Ω.现先让导体棒AD在外力作用下沿导轨由静止开始做匀加速直线运动，当导体棒速度达到某一值时，通过调整外力使导体棒立即做该速度下的匀速直线运动。若已知导体棒的长度L=1m，磁场的磁感应强度B₀=0.6T。

（1）现要用电压表测量AD两端的电压值，需要将一个量程为3V，内阻值为5kΩ的电压表V的量程扩大为6V，需要在下面给出的电阻箱中选择一个与电压表V串联，你认为应选择          。（请填写选项字母）

A、电阻箱（阻值范围0—99Ω）

B、电阻箱（阻值范围0—999Ω）

C、电阻箱（阻值范围0—9999Ω）

（2）当导体棒的加速度a=1m/s²时，实验者通过传感器采集到的电压U和时间t的多组数据，利用计算机绘制出的U—t的关系图象如图2所示，则可能求出导体棒AD的阻值为     Ω。

（3）实验者改变磁感应强度B的大小，重复上述实验操作。记录导体棒匀速运动时电压表示数Uey磁感应强度B的多组数据，并做出U-B关系图象如图3所示。则在磁感强度增大的过程中导体棒最终速度变化情况为          。（填“变大”、“变小”或“不变”）

如图16-11所示，abcd为一边长为l、具有质量的正方形导线框,位于水平面内,回路中的电阻为R.虚线表示一匀强磁场区域的边界,它与ab边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向如右图.线框在一垂直于ab边的水平恒力F的作用下,沿光滑水平面运动,直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时,线框便改做匀速运动,此时通过线框的电流大小为i₀.设以i₀的方向为电流的正方向,则图16-12中能较准确地反映电流i随ab边的位置坐标x变化的曲线可能是(    )

图16-11

图16-12

如图4-10所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R₁=4 Ω、R₂=8 Ω（导轨其他部分电阻不计）.导轨OAC的形状满足y=2sin()（单位：m）.磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0 m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻.求：

图4-10

(1)外力F的最大值；

(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R₁上消耗的最大功率；

(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.

如图16-11所示，abcd为一边长为l、具有质量的正方形导线框,位于水平面内,回路中的电阻为R.虚线表示一匀强磁场区域的边界,它与ab边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向如右图.线框在一垂直于ab边的水平恒力F的作用下,沿光滑水平面运动,直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时,线框便改做匀速运动,此时通过线框的电流大小为i₀.设以i₀的方向为电流的正方向,则图16-1-2中能较准确地反映电流i随ab边的位置坐标x变化的曲线可能是(    )

图16-11

图16-12