精英家教網(wǎng)如圖甲所示,ABCDabcd為一放于水平面上的長方體槽,上端開口,ABba、CDdc面為兩銅板,其他面為絕緣板,槽中盛滿導(dǎo)電液體(設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解).現(xiàn)在質(zhì)量不計(jì)的細(xì)銅絲的下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺,銅絲的上端可繞O點(diǎn)擺動,O點(diǎn)在槽中心的正上方,擺球擺動平面與AB垂直.在兩銅板上接上圖示的電源,電源內(nèi)阻可忽略,電動勢E=8V,將電源負(fù)極和細(xì)銅絲的上端點(diǎn)分別連接到記+憶示波器的“地”和“Y”輸入端(記憶示波器的輸入電阻可視為無窮大).假設(shè)擺球在導(dǎo)電液中做簡諧運(yùn)動,示波器的電壓波形如圖乙所示.
(1)求單擺的擺長(已知π2=10,g=10m/s2).
(2)設(shè)AD邊長為4cm,則擺動過程中擺球偏離CD板的最大距離和最小距離(忽略銅絲對導(dǎo)電液中電場的影響).
分析:解決的關(guān)鍵是從圖象上找出周期,然后根據(jù)單擺的周期公式進(jìn)行計(jì)算.對于第(2)問,要理解記憶示波器的讀數(shù)原理.
解答:解:(1)由圖乙可知單擺的周期為T=1 s
由T=2π
l
g
得,l=
gT2
4π2
=
10×12
4×10
m=0.25 m.
(2)擺動過程中電壓最大為6 V,該電壓與擺球偏離CD板的距離△l成正比,有
△l
lAD
=
U
E
,其中l(wèi)AD=4 cm,U=6 V,E=8 V
解得△l=3 cm
此即為擺球偏離CD板的最大距離.
同理可得,擺球偏離CD的最小距離為1 cm.
答:(1)單擺的擺長是0.25 m.
(2)設(shè)AD邊長為4cm,則擺動過程中擺球偏離CD板的最大距離和最小距離分別是3 cm和1 cm.
點(diǎn)評:本題以記憶示波器為核心命題,考查了學(xué)生的讀圖能力、理解能力和處理信息的能力,涉及到單擺、電路等知識.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?棗莊一模)如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R0在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN和PQ是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與 線框的bc邊平行,磁場方向垂直于線框平面向里.現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一髙度處由 靜止開始下落,如圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象,圖象中內(nèi)均為已知量.重力加速度為g不計(jì)空氣阻力.下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,abcd為導(dǎo)體做成的框架,其平面與水平面成θ角.質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ad、bc接觸良好,回路的總電阻為R.整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化情況如圖乙所示(設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎较颍鬚Q始終靜止,關(guān)于PQ與框架間的摩擦力在 0~t1時間內(nèi)的變化情況,有如下判斷
①一直增大     
②一直減小
③先減小后增大 
④先增大后減小
以上對摩擦力變化情況的判斷可能的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?奉賢區(qū)一模)如圖甲所示,ABCD為一液體槽,AB、CD面為銅板,BC、AD面及底面為絕緣板,槽中盛滿導(dǎo)電液體(設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解,看作是一個定值電阻).現(xiàn)用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)銅絲在下端固定一小鐵球構(gòu)成一單擺,銅絲的上端固定在O點(diǎn),下端稍穿出鐵球,當(dāng)擺球在液體上方擺動時,細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸(銅絲與液體間的阻力忽略不計(jì)),過點(diǎn)的豎直線剛好在AD邊的垂直平分面上,在銅板AB、CD面上接上圖示的電路.用DIS測得該電源路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律見下表,已知R1=2Ω,R2=10Ω,滑動變阻器R3的總電阻為20Ω.
R(Ω) 2 4 6 8 10 12
U(V) 6 8 9 9.6 10 10.3
將電源負(fù)極和細(xì)銅絲的上端點(diǎn)分別連接到電壓傳感器.若將擺球拉離平衡位置,使其在垂直于、的豎直面內(nèi)做簡諧振動,把滑片P滑至M點(diǎn),閉合開關(guān)S,通過電壓傳感器,經(jīng)計(jì)算機(jī)得到圖乙的波形.試求:

(1)該電源的電動勢E和內(nèi)阻r;
(2)單擺的擺長(取π2約等于10);
(3)此導(dǎo)電液體的電阻.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長為10cm的正方形閉合金屬線框,線框的質(zhì)量為m=0.02Kg,電阻為R=0.1Ω.在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,經(jīng)0.2s開始進(jìn)入磁場,圖乙是線框由靜止開始下落的速度一時間圖象.空氣阻力不計(jì),g取10m/s2求:
(1)金屬框剛進(jìn)入磁場時的速度;
(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?天津模擬)如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,底邊bc水平,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R.在金屬線框的下方有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)金屬線框從磁場上方某一高度處由靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過磁場區(qū)域瞬間的速度-時間圖象,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量,重力加速度為g,忽略空氣阻力.求:
(1)金屬框的邊長以及磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)金屬線框在離開磁場過程中所產(chǎn)生的熱量.

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