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(shí)不發(fā)生電解）．現(xiàn)用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)銅絲在下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上端固定在O點(diǎn)，下端穿出鐵球使得單擺擺動(dòng)時(shí)細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸，過(guò)O點(diǎn)的豎直線剛好在AD邊的垂直平分面上．在銅板AB、CD面上接上圖示電源，電源內(nèi)阻可忽略，電動(dòng)勢(shì)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(wú)窮大）．現(xiàn)將擺球拉離平衡位置，使其在垂直于AB、CD的豎直面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，閉合開關(guān)S，就可通過(guò)記憶示波器觀察擺球的振動(dòng)情況．圖乙為某段時(shí)間內(nèi)記憶示波器顯示的擺球與CD板之間的電壓波形，根據(jù)這一波形
（1）求單擺的擺長(zhǎng)（取π2約等于10，取g=10m/s2）；
（2）設(shè)AD邊長(zhǎng)為4cm，則擺球擺動(dòng)過(guò)程中偏離CD板的最大距離和最小距離各是多大？

【答案】分析：（1）根據(jù)擺的周期，運(yùn)用單擺的周期公式求出擺長(zhǎng)．
（2）電壓與擺球偏離CD板的距離成正比，根據(jù)，通過(guò)電壓的最大值和最小值求出擺球擺動(dòng)過(guò)程中偏離CD板的最大距離和最小距離．
解答：解：（1）由圖可知，T=1s
由T=得，l=．
（2）擺球擺到離CD板間的最大電壓為Umax=6V
該電壓與擺球偏離CD板的距離成正比，則有：

其中l(wèi)AD=4cm，E=8V
解得△lmax=3cm即為最大距離．
擺球擺到離CD板間的最小電壓為Umin=2V
由
得△lmin=lAD-△lmax=4-3cm=1cm．
答：（1）單擺的擺長(zhǎng)為25cm．
（2）擺球擺動(dòng)過(guò)程中偏離CD板的最大距離和最小距離各是3cm、1cm．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式，以及知道電壓與擺球偏離CD板的距離成正比，有．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)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(chǎng)區(qū)域，MN和PQ是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與 線框的bc邊平行，磁場(chǎng)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(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shuō)法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)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(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)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(shí)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(duì)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(lái)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(shí)不發(fā)生電解，看作是一個(gè)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(dòng)時(shí)，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(guò)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(cè)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(dòng)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(jiǎn)諧振動(dòng)，把滑片P滑至M點(diǎn)，閉合開關(guān)S，通過(guò)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(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r；
（2）單擺的擺長(zhǎng)（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(lái)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(zhǎng)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(chǎng)區(qū)域，MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)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(chǎng)，圖乙是線框由靜止開始下落的速度一時(shí)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(chǎng)時(shí)的速度；
（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

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科目：高中物理 來(lái)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(chǎng)區(qū)域，MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框從磁場(chǎng)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(guò)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的速度-時(shí)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(zhǎng)以及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）金屬線框在離開磁場(chǎng)過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量．

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