15. (23分)如图所示,匝数为N1的原线圈和在数为
N2的副线圈绕在同一闭合的铁心上,副线圈两端与电
阻R相联,原线圈两端与平行金属导轨相联.两轨之间的距离为L,其电阻可不计.在虚线的左侧,存在方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B. pq是一质量为m电阻为r与导轨垂直放置的金
属杆,它可在导轨上沿与导轨平行的方向无摩擦地滑动.假设在任何同一时刻通过线圈每一匝的磁通都相同,两个线圈的电阻、铁心中包括涡流在内的各种损耗都忽略不计,且变压器中的电磁场完全限制在变压器铁心中.现于t=0时开始施一外力,使杆从静止出发以恒定的加速度a向左运动.不考虑连接导线的自感.若已知在某时刻t时原线圈中电流的大小I1, i.求此时刻外力的功率
ii.此功率转化为哪些其他形式的功率或能量变化率?试分别求出它们的大小.
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16. (23分)如图所示,一质量为m半径为R的由绝缘材料制成的薄球壳,均匀带正电,电荷量为Q,球壳下面有与球壳固连的底座,底座静止在光滑水平面上.球壳内部有一劲度系数为η的轻弹簧(质量不计),弹簧始终处于水平位置,其一
端与球壳内壁固连,另一端恰位于球心处,球壳上开有一小孔C,小孔位于过球心的水平线上.在此水平线上离球壳很远的O处有一质量也为m电荷量也为Q的带正电的点电荷P,它以足够大的初速v0沿水平的OC方向开始运动.并知P能通过小孔C进入球壳内,不考虑重力和底座的影响.已知静电力常量k.求P刚进入
C孔到刚再由C孔出来所经历的时间.
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