如图6-4-7所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S₁、S₂分别为触头开关，S为开关，J为电池.请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置.

图6-4-7

（1）连接电路图；

（2）简述其工作原理.（涉及到的元件可用字母代替）

如图4-7-4所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B（可视为质点），B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动.设A、B的质量分别为M、m，求：

图4-7-4

（1）螺旋管A获得的最大速度；

（2）全过程中整个电路所消耗的电能.

如图3-7-4所示，在台秤的托盘上放着一个支架，支架上挂着一个电磁铁A，电磁铁的正下方有一个铁块B，电磁铁不通电时，台秤示数为G，当接通电路，在铁块被吸引的过程中，台秤的示数将（    ）

      图3-7-4

A.不变           B.变大            C.变小             D.忽大忽小

某种小发电机的内部结构平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆柱面形状，它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场，磁感应强度B=0.5 T。磁极间的缺口很小，可忽略。如图2所示，单匝矩形导线框abcd绕在铁芯上构成转子，ab=cd=0.4 m，bc=0.2 m。

铁芯的轴线OO′在线框所在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动。将线框的两个端点M、N接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连。现使转子以ω=200πrad/s的角速度匀速转动。在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t=0。(取π=3)

         

图1                                     图2

    

图3                                         图4

(1)求t=s时刻线框产生的感应电动势。

(2)在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点电势差U_PQ随时间变化的关系图线(要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期)。

(3)如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y，两板间距d=0.17 m。将电压U_PQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连。将一个质量m=2.4×10^-12 kg，电量q=+1.7×10^-10 C的带电粒子，在t₀=6.00×10^-3 s时刻，从紧临X板处无初速释放。求粒子从X板运动到Y板经历的时间。(不计粒子重力)