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    10．如图9-3-25甲所示.abcd是位于竖直平面内的边长为10 cm的正方形闭合金属线框.线框的质量为m＝0.02 kg.电阻为R＝0.1 Ω.在线框的下方有一匀强磁场区域.MN是匀强磁场区域的水平边界线.并与线框的bc边平行.磁场方向与线框平面垂直．现让线框由距MN的某一高度从静止开始下落.经0.2 s开始进入磁场.图乙是线框由静止开始下落的v-t图象．空气阻力不计.g取10 m/s2求: (1)金属框刚进入磁场时的速度, (2)磁场的磁感应强度． 解析:(1)由图象可知:线框刚进入磁场后.由于受到重力和安培力的作用线框处于平衡状态．设此时线框的速度是v0.则由运动学知识可得:v0＝gt① 由①式可解得:v0＝2 m/s.② (2)设磁场的磁感应强度是B.由电学及力学知识可得以下方程:E＝BLbcv0③ I＝④ FA＝BILbc⑤ FA＝mg⑥ 由以上方程可解得:B＝1 T．⑦ 答案:1 T 图9-3-26 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    如图9－3－23甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．(重力加速度g取10 m/s2)则(　　)．

    图9－3－23

    A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C

    B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s

    C．线圈的长度为1 m

    D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J

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    图9-2-25甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，AB间电压U＝6.0 V.开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10-3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图9-2-25乙所示.

    图9-2-25

    （1）求出线圈L的直流电阻RL；

    （2）在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向；

    （3）在t2＝1.6×10-3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？

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    某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

    实验次数 1 2 3 4 5
    F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
    t/（ms） 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
    t2/（ms）2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
    t-2/[×10-4（ms）-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
    （1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=
    1.050
    1.050
    cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为
    0.37
    0.37
    m/s（保留两位有效数字）
    （2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为
    a=
    d2
    2st2
    a=
    d2
    2st2
    ．
    （3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出
    F～
    1
    t2
    F～
    1
    t2
    的关系图象，请作出该图线．
    （4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
    没有将气垫导轨调节水平
    没有将气垫导轨调节水平
    ．

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    在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

    （1）某同学在接通电源进行实验之前，实验器材的组装情况如图甲所示．请你指出该装置中存在的错误或不妥之处：
    ①
    点计时器不应使用干电池，应使用交流电源
    点计时器不应使用干电池，应使用交流电源
    ．
    ②
    实验中没有平衡小车的摩擦力
    实验中没有平衡小车的摩擦力
    ．
    ③
    小车初始位置离打点计时器太远
    小车初始位置离打点计时器太远
    ．
    （2）该同学在实验中保持拉力不变，得到了小车的加速度随质量变化的一组数据，如下表所示．请你在图乙坐标纸中建立合适的坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图象．
    实验序号 加速度（a/m?s-2） 小车与砝码总质量（m/kg） 小车与砝码总质量的倒数（m-1/kg-1）
    1 0.31 0.20 5.0
    2 0.30 0.25 4.0
    3 0.22 0.30 3.3
    4 0.18 0.35 2.9
    5 0.16 0.40 2.5
    6 0.14 0.45 2.2
    （3）保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图象如图丙所示．该图象不通过坐标原点，其主要原因是
    实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
    实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
    ．

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    I．某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV（RV在800Ω-900Ω之间）实验步骤和方法是：

    ①断开开关S，按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为0.5V，此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S．
    实验室可供选择的实验器材有：
    A．待测电压表B．滑动变阻器，最大阻值1000Ω
    C．滑动变阻器，最大阻值10ΩD．电阻箱：最大阻值999.9Ω
    E．电阻箱：最大阻值99.9ΩF．电池组：电动势约4V，内阻可忽略
    G．电池组：电动势约8V，内阻可忽略
    以及导线和开关等，按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
    （1）人使用本方法测量得较精确，而且使用仪器个数最少，除了导线，开关和待测电压表外，还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
    CDG
    CDG
    （用器材的序号字母表示）
    （2）对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差，下列说法中正确的是
    AD
    AD
    ．
    A．R测＞R真
    B．R测＜R真
    C．若RV越大，测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
    D．若RV越大，测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
    II．（10分）学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．
    甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关．
    乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
    L
    2
    ．
    丙同学猜：复摆的摆长应该大于
    L
    2
    ．理由是：若OC段看成细线，线栓在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
    L
    2
    ．
    为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：
    （1）把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动的周期相同，重做多次仍有这样的特点．则证明了甲同学的猜想是
    错误
    错误
    的（选填“正确”或“错误”）
    （2）用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
    L
    2
    ．单摆的周期计算值（T0=2π
    L
    2
    g
    ），用T表示板长为L复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如下表：
    板长L/cm 25 50 80 100 120 150
    周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
    周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
    由上表可知，复摆的等效摆长
    大于
    大于
    （选填“大于”、“小于”或“等于”）．

    （3）为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图．请在坐标纸上作出T-T0图，并根据图象中反映出的规律求出L等=
    1.35
    1.35
    L
    2
    ．（结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T=2π
    L等
    g
    ）．

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