两条彼此平行、间距为l=0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接一电阻，其...

两条彼此平行、间距为l=0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接一电阻，其阻值R=2Ω，右端接阻值R_L=4Ω的小灯泡，如下面左图所示．在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MP的长d=2m，MNQP区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如下面右图所示．垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r=2Ω，两导轨电阻不计．在t=0时刻，用水平力F拉金属杆，使金属杆由静止开始从GH位置向右运动．在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化．求：
（1）通过小灯泡的电流I_L
（2）水平恒力的F的大小
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（1）前4秒内，磁场变化产生感生电动势，根据法拉第电磁感应定律求解出电动势，再根据闭合电路欧姆定律求解电流；（2）4s-8s内，棒做切割磁感线运动，产生动生电动势；先根据欧姆定律求解出电动势，再根据【解析】（1）在力F作用下，棒未进入磁场区时，磁场变化导致电路中产生电动势，电路为R与r并联，再与RL串联，故 R总= 感应电动势为（2）由灯泡亮度一直不变，可以知道t=4s时，棒刚好进入磁场，且进入磁场后匀速运动棒进入磁场后，棒为电源，电路为R与RL并联，再与r串联，由IL•RL=IR•R 得IR=0.2A 总电流I=0.3A 棒匀速运动，因此F=F安=BIL=0.3N；答：（1）通过小灯泡的电流为0.1A；（2）水平恒力的F的大小为0.3N．

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考点分析：

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（1）某研究性学习小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律．图中悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在水平地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A、B点在白纸上的投影点N、M．用米尺量出AN的高度H、BM的高度h，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．
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①用题中所给的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△E_P=______，动能的增加量△E_k=______；
②要想验证小球从A到B的过程中机械能守恒，只需验证关系式______成立即可．
（2）①在“测金属电阻率”实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径的读数如图2所示，则直径d=______mm．
②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω．
在用伏安法测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关外，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（填代号）并将设计好的测量电路原理图画在虚框内（图3）．
电流表 A₁（量程40mA，内阻约0.5Ω）
电流表A₂（量程10mA，内阻约0.6Ω）
电压表V₁ （量程6V，内阻约30kΩ）
电压表V₂（量程1.2V，内阻约的20kΩ）
滑动变阻器R₁（范围0-10Ω）
滑动变阻器R₂（范围0-2kΩ）

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如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向相反．有一个带电粒子（不计重力）以初速度v垂直x轴，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好在Q点与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场．已知OP之间的距离为d，则带电粒子（）
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