在電磁感應現(xiàn)象中，感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就相當于“電源”，在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
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（1）電動汽車具有零排放、噪聲低、低速階段提速快等優(yōu)點。電動機是電動汽車的核心動力部件，其原理可以簡化為如圖甲所示的裝置：無限長平行光滑金屬導軌相距L，導軌平面水平，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計。垂直于導軌放置一根質(zhì)量為m的導體棒MN，導體棒在兩導軌之間的電阻為R，導軌電阻可忽略不計。導軌平面與勻強磁場垂直，磁場的磁感應強度大小為B，導體棒運動過程中，始終與導軌垂直且接觸良好。閉合開關(guān)S，導體棒由靜止開始運動，運動過程中切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，該電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們把這個電動勢稱為反電動勢E_反，此時閉合回路的電流大小可用來計算。
a.在圖乙中定性畫出導體棒運動的v-t圖像，并通過公式推導分析說明電動汽車低速比高速行駛階段提速更快的原因；
b.電動汽車行駛過程中會受到阻力作用，阻力f與車速v的關(guān)系可認為f=kv²，其中k為未知常數(shù)。某品牌電動汽車的電動機最大輸出功率P_m=180kW，最高車速v_m=180km/h,車載電池最大輸出電能A=60kW?h。若該車以速度v=60km/h在平直公路上勻速行駛時，電能轉(zhuǎn)化為機械能的總轉(zhuǎn)化率為90%，求該電動汽車在此條件下的最大行駛里程s。
（2）均勻變化的磁場會在空間激發(fā)感生電場，該電場為渦旋電場，其電場線是一系列同心圓，單個圓上的電場強度大小處處相等，如圖丙所示。在某均勻變化的磁場中，將一個半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場線位置處。從圓環(huán)的兩端點a、b引出兩根導線，與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計的電流表串接起來，如圖丁所示。金屬圓環(huán)的電阻為R₀，圓環(huán)兩端點a、b間的距離可忽略不計，除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場外。此時金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場力F即為非靜電力。若電路中電流表顯示的示數(shù)為I，電子的電荷量為e,
求：
a.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場力F的大?。?br />b.分析說明在感生電場中能否像靜電場一樣建立“電勢”的概念。

【考點】導體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢；感生電場和感生電動勢．

【答案】見試題解答內(nèi)容