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)。由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。
传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极和,、间的距离等于测量管内径,测量管的轴线与、的连接放像以及通过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、的间出现感应电东势,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量。设磁场均匀恒定,磁感应强度为。

(1)已知,设液体在测量管内各处流速相同,试求的大小(取)。
(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,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。因为已加压充满管道。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直的简便方法。
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为。 、间导电液体的电阻随液体电阻率色变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以、、为参量,给出电极、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。
有足够长的平行金属导轨,电阻不计,导轨光滑,间距
.现将导轨沿与水平方向成
角倾斜放置.在底部接有一个
的电阻.现将一个长为
、质量
、电阻
的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下,经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中(如图12-17所示).磁场上部有边界,下部无边界,磁感应强度
.金属棒进入磁场后又运动了
后开始做匀速直线运动,在做匀速直线运动之前这段时间内电阻R上产生了
的内能(
).求:
(1)金属棒进入磁场后速度
时的加速度a的大小及方向;
(2)磁场的上部边界距顶部的距离S.
匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向上,在磁场中有一个总电阻为R、每边长为L的正方形金属框abcd,其中ab、cd边质量均为m,其它两边质量不计,cd边装有固定的水平轴.现将金属框从水平位置无初速释放,如图12-16所示,若不计一切摩擦,金属框经时间t刚好到达竖直面位置
.
(1)ab边到达最低位置时感应电流的方向;
(2)求在时间t内流过金属框的电荷量;
(3)若在时间t内金属框产生的焦耳热为Q,求ab边在最低位置时受的磁场力多大?
如图12-15所示,长为L、电阻
、质量m=0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计.导轨左端接有
的电阻,量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场垂直向下穿过平面.现以向右恒定外力F使金属棒右移.当金属棒以
的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.问:
(1)此满偏的电表是什么表?说明理由;
(2)拉动金属棒的外力多大?
(3)此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电荷量.
如图12-14所示,不计电阻的U形导轨水平放置,导轨宽
,左端连接阻值为0.4W的电阻R,在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1W的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物,图中
,开始重物与水平地面接触并处于静止,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感强度
,并且
的规律在增大,不计摩擦阻力,求至少经过多长时间才能将重物吊起?(
)
如图12-4-16所示,两根相距
的平行金属长导轨,固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度
.导轨上面横放着两根金属细杆,构成矩形回路,每根金属细杆的电阻
,回路中其余部分的电阻不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力作用下,沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是
.不计导轨上的摩擦.
(1)求作用于每根金属细杆的拉力的大小;
(2)求两金属杆在间距增加
的滑动过程中共产生的热量.