如圖9－2－26甲所示，空間存在一寬度為2L的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為L的正方形金屬線框，其質(zhì)量m＝1 kg、電阻R＝4 Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v0＝4 m/s勻減速進入磁場，線框平面與磁場垂直，外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進入磁場時開始計時．

圖9－2－26

(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；

(2)求線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量q；

(3)判斷線框能否從右側(cè)離開磁場？說明理由．

解析　(1)由F－t圖象可知，線框加速度a＝＝2 m/s2，　

線框的邊長L＝v0t－at2＝ m＝3 m，

t＝0時刻線框中的感應(yīng)電流I＝，

線框所受的安培力F安＝BIL，

由牛頓第二定律F1＋F安＝ma，

又F1＝1 N，聯(lián)立得B＝ T＝0.33 T.

(2)線框進入磁場的過程中，平均感應(yīng)電動勢＝

平均電流＝，

通過線框的電荷量q＝t，

聯(lián)立得q＝0.75 C.

(3)設(shè)勻減速運動速度減為零的過程中線框通過的位移為x，由運動學(xué)公式得0－v＝－2ax，

代入數(shù)值得x＝4 m<2L，

所以線框不能從右側(cè)離開磁場．

答案　(1)0.33 T　(2)0.75 C　(3)不能；理由見解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在使用不同精度的游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量同一個物體的長度時，分別測量的結(jié)果如下：
甲同學(xué)：使用游標(biāo)為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
乙同學(xué)：使用游標(biāo)為10分度的卡尺，讀數(shù)為12.04cm
丙同學(xué)：使用游標(biāo)為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
丁同學(xué)：使用精度為“0.01mm”的螺旋測微器，讀數(shù)為12.040mm
從這些實驗數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯誤的是
甲
甲
同學(xué)．

（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現(xiàn)利用圖2所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25
5.25
 J，重力勢能的減少量為
5.26
5.26
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選擇：鐵架臺、打點計時器以及復(fù)寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵，刻度尺，其中不必要的器材是
低壓直流電源、天平、秒表
低壓直流電源、天平、秒表
，缺少的器材是
低壓交流電源、重錘
低壓交流電源、重錘
．
（2）驗證機械能守恒亦可用如圖甲所示裝置，用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖6乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知電動機銘牌上標(biāo)有“1440r/min”字樣，由此驗證機械能守衡．根據(jù)以上內(nèi)容．回答下列問題：
①毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T=
1
24
1
24
s，圖乙中的圓柱棒的
左
左
端是懸掛端（填左或右）．
②根據(jù)乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時，圓柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s；畫下記號D時，圓柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s；記號C、D之間棒的動能的變化量為
0.52
0.52
J，重力勢能的變化量
0.57
0.57
J（g=9.8m/s2）．由此可得出的結(jié)論是
在誤差允許范圍內(nèi)圓柱下落過程中機械能守恒
在誤差允許范圍內(nèi)圓柱下落過程中機械能守恒
．（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?閔行區(qū)三模）將兩個金屬電極鋅、銅片插入一個水果中就可以做成一個水果電池．現(xiàn)要測量橘子電池（如圖A所示）的電動勢和內(nèi)阻，四位同學(xué)采用不同的方法進行探究．
（1）甲同學(xué)用多用表的直流電壓檔，選擇0～1V量程，直接測銅鋅兩金屬片之間的電壓時讀數(shù)為0.82V；用多用表的歐姆檔直接測水果電池的兩極，讀得此時的讀數(shù)為3200Ω；甲同學(xué)認(rèn)為該水果電池電動勢E=0.82V，內(nèi)阻r=3.2kΩ
請指出甲同學(xué)測量的主要錯誤：
①水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動勢大于0.82V
②因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結(jié)果，故測不準(zhǔn)．
①水果電池的內(nèi)阻較大，水果電池的電動勢大于0.82V
②因水果電池本身有電動勢，當(dāng)用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結(jié)果，故測不準(zhǔn)．

（2）乙同學(xué)利用伏安法電路并借助DIS實驗器材中的電壓、電流傳感器測水果電池的電動勢和內(nèi)阻，電路如圖B所示．
下表是乙同學(xué)測量該水果電池時記錄的數(shù)據(jù)．
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
電壓U/V 0.32 0.360 0.44 0.52 0.60 0.68
電流I/mA 0.32 0.30 0.26 0.22 0.18 0.14
請你根據(jù)測量數(shù)據(jù)在答題卷相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙中描點作出U隨I變化的關(guān)系圖象．由圖象求出水果電池的電動勢為
0.96V
0.96V
V，內(nèi)阻為
2.0×103Ω
2.0×103Ω
Ω．
（3）丙同學(xué)也想自己測一下水果電池的電動勢和內(nèi)阻，該同學(xué)手邊只有電流傳感器，導(dǎo)線、開關(guān)和一只電阻箱（電阻可變范圍09999.9Ω），他利用這些器材測出了一系列電流與電阻對應(yīng)的數(shù)據(jù)，圖象法處理數(shù)據(jù)時丙同學(xué)作出
1
I
1
I
隨
R
R
 變化的關(guān)系圖象．根據(jù)圖象的斜率和截距也求出了水果電池的電動勢和內(nèi)阻．
（4）丁同學(xué)將四個這樣的水果電池串聯(lián)起來給“2.5V，0.5A”的小燈泡供電，燈泡仍不發(fā)光（檢查電路無故障）分析燈泡不亮的原因是：
水果電池的內(nèi)阻太大，回路中電流太小，路端電壓太小
水果電池的內(nèi)阻太大，回路中電流太小，路端電壓太小
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）用油膜法估測分子的大�。�
實驗中將每個油酸分子視為球形模型，并讓油酸盡可能地在水面上擴展開，則形成的油膜可視為
 
．若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的純油酸的體積為V，油膜的面積為S，由此可估算出油酸分子的直徑為
 
．
（2）如圖甲，用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之勻速運動．當(dāng)接通電源待電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后，燒斷懸掛圓柱棒的細(xì)線，圓柱棒自由下落，毛筆可在圓柱棒的紙上畫出記號．圖乙是按正確操作順序畫出的一條紙帶，圖中O是畫出的第一個痕跡，A、B、C、D、E、F、G是依次畫出的痕跡，設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得痕跡之間沿棒方向的距離依次為OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm，已知電動機銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，由此驗證機械能守恒定律．根據(jù)以上內(nèi)容，可得：
①根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下痕跡B、E兩時刻間棒的動能變化量為
 
J，重力勢能的變化量為
 
J，由此可得出的結(jié)論是
 
．（g取9.80m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
②實驗中某同學(xué)利用獲得的實驗數(shù)據(jù)同時測定了當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值．假設(shè)OF間的距離為h，EG間的距離s．電動機轉(zhuǎn)動頻率用f表示．有下面三種方法求重力加速度的值，分別是：
 

A．根據(jù)h=
1
2
gt2，其中t=
6
f
，求得：g=
2hf2
62

B．根據(jù)vF=gt，其中t=
6
f
，而vF=
s
2T
（其中T=
1
f
），求得：g=
sf2
12

C．根據(jù)
v
2
F
=2gh，而vF=
s
2T
，（其中T=
1
f
），求得：g=
s2f2
8h

你認(rèn)為用哪種方法比較妥當(dāng)？其它方法可能存在的問題是什么？
答：
 
．
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