如图甲所示，长、宽分别为L1=0.1m、L2=0.2m的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为100匝，总电阻为1Ω，可绕其竖直中心轴O1O2转动．线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R=9Ω相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0=5×10﹣3 T、B1=1×10﹣2 T和t1=2×10﹣3S．在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω=200rad/s匀速转动．求：
（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量．
模块3-4试题
（1）一光线以很小的入射角射入一厚度为
、折射率为
的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（
很小时，
）.
（2）右图为某一报告厅主席台的平面图，是讲台，
、
是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经嗽叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫，为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个嗽叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为
。若报告人声音的频率为
，问讲台上这样的位置有多少个？
图1中，质量为的物块叠放在质量为
的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为
。在木板上施加一水平向右的拉力
，在
内
的变化如图2所示，图中
以
为单位，重力加速度
.整个系统开始时静止。
（1）求、
、
、
末木板的速度以及
、
末物块的速度；
（2）在同一坐标系中画出内木板和物块的
图象，据此求
内物块相对于木板滑过的距离。
右图中左边有一对平行金属板，两板相距为，电压为
；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为
，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里，图中右边有一半径为
、圆心为
的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为
，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为
的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径
方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的
点射出，已知弧
所对应的圆心角为
。不计重力，求：
（1）离子速度的大小；
（2）离子的质量。
在一个放射源水平放射出、
和
三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为
，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小
相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。
（1）若要筛选出速率大于的
粒子进入区域Ⅱ，要求磁场宽度
与
和
的关系。
（2）若，
（
是光速度），则可得
;
粒子的速率为
，计算
和
射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出
去除和
射线的方法。
（3）当满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在;
区间的
粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。
（4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。
已知：电子质量，
粒子质量
，电子电荷量
，
（
时）
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