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如圖6-4-7所示，A是浮子，B是金屬觸頭，C為住宅樓房頂上的蓄水池，M是帶水泵的電動機(jī)，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，S₁、S₂分別為觸頭開關(guān)，S為開關(guān)，J為電池.請利用上述材料，設(shè)計(jì)一個住宅樓房頂上的自動注水裝置.

圖6-4-7

（1）連接電路圖；

（2）簡述其工作原理.（涉及到的元件可用字母代替）

如圖4-7-4所示，光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有一足夠長的金屬桿，桿上掛有一光滑螺旋管A.在弧形軌道上高為h的地方，無初速釋放一磁鐵B（可視為質(zhì)點(diǎn)），B下滑至水平軌道時恰好沿螺旋管A的中心軸運(yùn)動.設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m，求：

圖4-7-4

（1）螺旋管A獲得的最大速度；

（2）全過程中整個電路所消耗的電能.

如圖3-7-4所示，在臺秤的托盤上放著一個支架，支架上掛著一個電磁鐵A，電磁鐵的正下方有一個鐵塊B，電磁鐵不通電時，臺秤示數(shù)為G，當(dāng)接通電路，在鐵塊被吸引的過程中，臺秤的示數(shù)將（    ）

      圖3-7-4

A.不變           B.變大            C.變小             D.忽大忽小

某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T。磁極間的缺口很小，可忽略。如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab=cd=0.4 m，bc=0.2 m。

鐵芯的軸線OO′在線框所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動。將線框的兩個端點(diǎn)M、N接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動的過程中，裝置A能使端點(diǎn)M始終與P相連，而端點(diǎn)N始終與Q相連。現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω=200πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動。在圖1中看，轉(zhuǎn)動方向是順時針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時t=0。(取π=3)

         

圖1                                     圖2

    

圖3                                         圖4

(1)求t=s時刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。

(2)在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點(diǎn)電勢差U_PQ隨時間變化的關(guān)系圖線(要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個周期)。

(3)如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、Y，兩板間距d=0.17 m。將電壓U_PQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連。將一個質(zhì)量m=2.4×10^-12 kg，電量q=+1.7×10^-10 C的帶電粒子，在t₀=6.00×10^-3 s時刻，從緊臨X板處無初速釋放。求粒子從X板運(yùn)動到Y(jié)板經(jīng)歷的時間。(不計(jì)粒子重力)