三、计算题(本大题共3小题,共31分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出计算结果的不得分。)
15.(10分)如图,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S0=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,线圈处在有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图。求:
(1)前4s内磁通量的变化量;
(2)线圈外接电阻R消耗的功率。
16.(9分)如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里.一质量为、带电量为q的微粒以速度v与磁场垂直、与电场成45°角射入复合场中,恰能做匀速直线运动.求电场强度E和磁感应强度B的大小.
17.(12分)如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m.平行轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中.一导体棒ab垂直于轨道放置.导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动,速度大小v=5.0m/s,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直.不计轨道和导体棒的电阻,不计空气阻力.求
(1)通过电阻R的电流大小I;
(2)作用在导体棒上的外力大小F;