如图所示，水平放置的金属细圆环半径为0.1m，竖直放置的金属细圆柱（其半径比0.1m 小得多）的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O，将一质量和电阻均不计的导体棒一端固定一个质量为10g的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一小孔套在细轴O上，固定小球的一端可绕轴线沿圆环作圆周运动，小球与圆环的摩擦因素为0.1，圆环处于磁感应强度大小为4T、方向竖直向上的恒定磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，开始时S
1断开，S
2拔在1位置，R
1=R
3=4Ω，R
2=R
4=6Ω，C=30uF，求：
（1）S
1闭合，问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端，才能使棒稳定后以角速度10rad/s匀速转动？
（2）S
1闭合稳定后，S
2由1拔到2位置，作用在棒上的外力不变，则至棒又稳定匀速转动的过程中，流经R
3的电量是多少？
考点分析：
相关试题推荐
（Ⅰ）一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系．
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
| ω/rad•s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
①首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω，如下表．请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象．
②通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω
2成正比．你认为，可以通过进一步转换，做出______关系图象来确定他们的猜测是否正确．
③在证实了F∝ω
2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图象，他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中，如图乙所示．通过对三条图象的比较、分析、讨论，他们得出F∝r的结论，你认为他们的依据是______．
④通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω
2r，其中比例系数k的大小为______．（计算结果取2位有效数字）
（Ⅱ）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．
用如下器材进行测量：
电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）； 电流表（量程300μA，内阻约50Ω）；
滑动变阻器（10Ω，1A）； 电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示
| U/V | | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
| I/μA | | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
根据以上所述请回答下面的问题：
（1）玻璃管内径d的测量值为______mm；
（2）根据表1数据在图3坐标中已描点，请作出U-I图象，根据图象求出电阻R=______Ω（保留两位有效数字）；
（3）计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=______
4L
查看答案
如图所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度v
射入P
1和P
2两极板间的匀强磁场中，ab直导线与P
1、P
2相连接，线圈A与直导线cd相连接．线圈A内存在变化的磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，已知ab和cd的作用情况为：0～2s内互相排斥，2～4s内互相吸引．则线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
查看答案
如图所示，竖直平面内两根光滑细杆所构成的角AOB被铅垂线00'平分，∠AOB=120°．两个质量均为m的小环通过水平轻弹簧的作用静止在A、B两处，A、B连线与00'垂直，连线距0点h，已知弹簧原长
，劲度系数k，现在把两个小环在竖直方向上均向下平移h，释放瞬间A环加速度为a，则下列表达式正确的是（ ）
A．k=
B．
C．a=g
D．a=
g
查看答案
如图甲所示，变压器原副线圈的匝数比为3：1，L
1、L
2、L
3、L
4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示．则以下说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为36V
B．电流表的示数为2A
C．四只灯泡均能正常发光
D．变压器副线圈两端交变电流的频率为100Hz
查看答案
20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些新的粒子，K介子和π介子就是科学家在1947年发现的．K
-介子的衰变方程为 K
-→π
+π
-，其中K
-介子和π
-介子带负电，电荷量等于基元电荷电量，π
介子不带电．如图所示，一个K
-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为图中的圆弧虚线，K
-介子衰变后，π
介子和π
-介子的轨迹可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
查看答案
