某研究性学习小组，为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，进行了模拟实验研究。图12为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝电阻较大；一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有风时金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图13中虚线所示）.细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。
(1)已知电源的电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=______________________。
(2)研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关，于是他们进行了如下的实验：
实验一：使用同一球，改变风速，记录了在不同风速下电压表的示数。
表一 球半径r＝0.50cm
| 风速(m/s) |
10 |
15 |
20 |
30 |
| 电压表示数（V） |
2.40 |
3.60 |
4.81 |
7.19 |
由表一数据可知：在球半径一定的情况下，风力大小与风速的关系是_______________________。
实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了在球半径不同情况下电压表的示数。
表二 风速v＝10 m/s
| 球半径(cm) |
0.25 |
0.50 |
0.75 |
1.00 |
| 电压表示数（V） |
9.60 |
2.40 |
1.07 |
0.60 |
由表二数据可知：在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系是_______________________。（球体积公式
）
(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为_________________________。
在磁感应强度为B＝0. 4 T的匀强磁场中放一个半径
50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度
rad/s逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为
=" 0." 8Ω，外接电阻R＝3. 9Ω，如图所示，求：
（1）每半根导体棒产生的感应电动势．
（2）当电键S接通和断开时两电表示数（假定
）。
如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻
连接成闭合回路，线圈的半径为
，在线圈中半径为
的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为
和
。导线的电阻不计，求0至
时间内
（1）通过电阻上的电流大小和方向；
（2）通过电阻上的电量q及电阻上产生的热量。
如图所示，一宽度为L的光滑金属导轨放置于竖直平面内，质量为m的金属棒ab沿金属导轨由静止开始保持水平自由下落，进入高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触，ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动，且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的
。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h，定值电阻的阻值为R，棒及金属导轨电阻忽略不计，重力加速度为g
。求：
（1）在此过程中电阻R产生的热量Q的大小；
（2）金属棒穿出磁场时电阻R消耗的功率大小。
两根光滑的长直金属导轨导轨
、
平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、
处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：
（1）ab运动速度v的大小；
（2）电容器所带的电荷量q。
正方形闭合金属线框，边长为a，质量为m，电阻为R，在竖直平面内以水平初速度
在垂直于框面的水平磁场中，运动一段时间后速度恒定为v，运动过程中总有两条边处在竖直方向，即线框不转动，如图所示。已知磁场的磁感应强度在竖直方向按
规律逐渐增大，k为常数。试求水平初速度的大小。