如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：

(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？

用磁场可以约束带电离子的轨迹，如图示，宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大，磁感应强度方向垂直纸面向里，B＝1T。现有一束带正电的粒子从O点以v＝2×106 m / s的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量q＝1.6×10－19C，质量m＝3.2×10－27kg。求：

(1) 粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大？

(2) 粒子保持原有速度，又不从磁场上边界射出，则磁感应强度最小为多大？

单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)．有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置，称为电磁流量计．它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成．

传感器的结构如图17所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c，a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直．当导电液体流过测量管时，在电极a、c间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q.设磁场均匀恒定，磁感应强度为B.

 (1)已知D＝0.40 m，B＝2.5×10^－3 T，Q＝0.12 m³/s，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小(π取3.0)；

 (2)一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值，但实际显示却为负值，经检查，原因是误将测量管接反了，即液体由测量管出水口流入，从入水口流出．因水已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；

(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R.a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数．试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响．

图17

如图所示，竖直放置、宽度L＝1.0m的框架上，放有一质量m＝0.1kg、电阻R＝1.0Ω的导体棒MN，它们处于磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。用电动机无初速牵引导体棒上升，当上升到h＝3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量Q＝2.0J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为U＝7.0V、I＝1.0A，电动机内阻r＝1.0Ω。不计其它电阻及一切摩擦，导体棒与框架始终接触良好，取重力加速度g＝10 m/s² 。求：

（1）棒能达到的稳定速度的大小v；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间t。

用高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电电压为U时，所带的电量为Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学的实验情况如下：
（1）按图甲所示电路连接好实验电路；
（2）接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I₀＝490μA及电压表的示数U_o ＝6.2V，I₀ 和U₀ 分别是电容器放电的初始电流和电压；
（3）断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测一次电流I的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据（10组）表示在以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的坐标纸上，如图乙中用“×”表示的点．
试根据上述实验结果，在图乙中作出电容器放电的I-t图象,并估算出该电容器两端的电压为U₀时所带的电量Q₀约为 ___________C；该电容器的电容C约为____________F