一個質(zhì)量m=0．1kg的正方形金屬框總電阻R=0．5Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合），自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB′重合），設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為v，與此對應(yīng)的位移為s，那么v2―s圖象如圖所示，已知勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上，g＝10m/s2。

（1）根據(jù)v2―s圖象所提供的信息，計(jì)算出斜面傾角θ和勻強(qiáng)磁場寬度d．

（2）金屬框從進(jìn)入磁場到穿出磁場所用的時間是多少？

（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大。

 

【答案】

（1）， d=L=0.5m （2）0.25s（3）0.016T

【解析】

試題分析：⑴由圖象可知，從s＝0到s1＝1.6 m過程中，金屬框作勻加速運(yùn)動，由公式v2＝2as可得金屬框的加速度為：

m/s2      根據(jù)牛頓第二定律： mgsinθ＝ma1  則：       

 金屬框下邊進(jìn)磁場到上邊出磁場，線框做勻速運(yùn)動．

 故：  Δs=2L=2d=2.6-1.6=1m,    d=L=0.5m                          

⑵金屬框剛進(jìn)入磁場時，  

金屬框穿過磁場所用的時間：  s   

(3)因勻速通過磁場，則：   

考點(diǎn)：考查了力和電磁學(xué)的綜合應(yīng)用

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵讀懂圖象，知道金屬框先做勻加速直線運(yùn)動，再做勻速直線運(yùn)動，再做勻加速直線運(yùn)動，且磁場的寬度等于金屬框的邊長．

 

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）繞固定軸轉(zhuǎn)動的物體也有動能，稱為轉(zhuǎn)動動能，其表達(dá)式為EK=
1
2
Iω2，其中ω為物體轉(zhuǎn)動的角速度，I稱為轉(zhuǎn)動慣量．某人利用下面的實(shí)驗(yàn)如圖1來測量一個均勻圓盤繞其
中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量．用一根光滑的軸穿過待測圓盤中心，將圓盤懸掛起來，在其邊緣上用輕細(xì)線纏繞若干圈，線的一端固定在盤的邊緣，另一端連接一個物塊，讓物塊由靜止開始下落．已知下落過程中物塊做勻加速運(yùn)動，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．
①實(shí)驗(yàn)中，除了用米尺和秒表分別測量物塊從靜止下落的高度h和對應(yīng)的時間t外，還需要測定的物理量是
AC
AC

A．物塊的質(zhì)量m   B．圓盤的質(zhì)量M    C．圓盤的半徑R     D．物塊下落h高度時的速度v
②用h、t和你在①中所選擇的物理量表達(dá)轉(zhuǎn)動慣量的表達(dá)式為I=
mR2(gt2-2h)
2h
mR2(gt2-2h)
2h
．
③由于物塊下落過程中存在摩擦，實(shí)際上上述實(shí)驗(yàn)所測得的轉(zhuǎn)動慣量與真實(shí)值比較
A
A

A．偏大         B．偏小          C．摩擦力不影響測量
（2）某實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．一節(jié)干電池E（電動勢1.5V，內(nèi)阻約0.5Ω）
B．一個電壓表V（量程0～1V，內(nèi)阻約1KΩ）
C．一個電流表mA（量程0～4mA，內(nèi)阻在60Ω～90Ω之間）
D．一個定值電阻R0（電阻200Ω，允許通過的最大電流為0.5A）
E．一個滑動變阻器R（電阻0～10Ω，允許通過的最大電流為1A）
F．一個單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干
為了擴(kuò)大其中電流表mA的量程，需要先測量出電流表的內(nèi)阻．為此，某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計(jì)了一種利用伏安法進(jìn)行測量的較為合理的電路，并在實(shí)驗(yàn)中正確操作，測出了幾組數(shù)據(jù)，作出了電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的關(guān)系圖線，如圖2．
①請你根據(jù)提供的器材和該同學(xué)的測量數(shù)據(jù)在如圖3虛線框中畫出該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（需要標(biāo)注個元件的符號）
②該同學(xué)測出的mA表的內(nèi)阻為
85.7
85.7
Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

實(shí)驗(yàn)題：
（I）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m 的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如下圖1所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．求：
（1）打點(diǎn)計(jì)時器打下記數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度VB=
0.96
0.96
 m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
（2）根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=
9.5
9.5
 m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）
（3）即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測得的△EP 也一定略大于△EK，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因?yàn)?!--BA-->
重錘和紙帶受到阻力作用，機(jī)械能有損失．
重錘和紙帶受到阻力作用，機(jī)械能有損失．

（II）現(xiàn)用伏安法研究某電子器件Rx的伏安特性曲線如圖2，要求特性曲線盡可能完整（直接測量的變化范圍盡可能大一些）．現(xiàn)備有下列器材供選用：
A．量程是0～0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的電流表
B．量程是0～3A，內(nèi)阻是0.1Ω的電流表
C．量程是0～3V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表
D．量程是0～15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表
E．阻值為0～1kΩ的滑動變阻器
F．阻值為0～10Ω的滑動變阻器
G．蓄電池（12V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．
（1）為使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用
B
B
，電壓表應(yīng)選用
D
D
，滑動變阻器應(yīng)選用
F
F
（只填字母代號）
（2）如圖所示是Rx的伏安特性曲線．在方框中（圖3）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）若Rx與標(biāo)有“6V，9W”的燈泡串聯(lián)后，接入直流電源兩端，燈泡恰能正常發(fā)光．則此時該電子器件兩端的電壓是
2.0
2.0
V．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場．A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強(qiáng)電場分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m，電荷量為g（g＞0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處．孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運(yùn)動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間To第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的
1
k
（k＞1）求：
（l）小球第一次接觸Q時的速度大��；
（2）假設(shè)小球第n次彈回兩板間后向右運(yùn)動的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q，到本次向右運(yùn)動至最遠(yuǎn)處的時間Tn的表達(dá)式；
（3）若k=2，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動摩擦力為f=
qE
4
，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?安徽）Ⅰ．為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實(shí)驗(yàn)測了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，對應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出．（g=9.8m/s2）
（1）作出m-l的關(guān)系圖線；
（2）彈簧的勁度系數(shù)為
0.258
0.258
N/m．
Ⅱ．（1）某同學(xué)使用多用電表粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“×1k”擋位，測量時針偏轉(zhuǎn)如圖（a）所示．請你簡述接下來的測量過程：
①
斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“×100”檔
斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“×100”檔
；
②
將兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0Ω”
將兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0Ω”
；
③
再接入待測電阻，將指針示數(shù)×100，即為待測電阻阻值
再接入待測電阻，將指針示數(shù)×100，即為待測電阻阻值
；
④測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋到“OFF”擋．
（2）接下來采用“伏安法”較準(zhǔn)確地測量該電阻的阻值，所用實(shí)驗(yàn)器材如圖（b）所示．
其中電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω．圖中部分電路已經(jīng)連接好，請完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（3）圖（c）是一個多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個量程．當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時，可用來測量
電阻
電阻
；當(dāng)S旋到位置
1、2
1、2
 時，可用來測量電流，其中S旋到位置
1
1
 時量程較大．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2008?東城區(qū)三模）（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器接在電壓為E，頻率為f，的交流電源上，在實(shí)驗(yàn)中打下一條理想紙帶，如圖1所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個點(diǎn)A、B、C、D、E，測出A點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離為s0，點(diǎn)AC間的距離為s1，點(diǎn)CE間的距離為s2，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則：

①從起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量為△EP=
mg（S0+S1）
mg（S0+S1）
，重錘動能的增加量為△EK
m(s1+s2)2f2
32
m(s1+s2)2f2
32
．
②根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=
(s2-s1)f2
4
(s2-s1)f2
4
，它和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭進(jìn)行比較，則a
小于
小于
g（填大于，等于，小于）．
（2）如圖2給出器材為：電源E（電動勢為12V，內(nèi)阻不計(jì)），木板N（板上從下往上依次疊放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張），兩個金屬條A、B（平行放置在導(dǎo)電紙上，與導(dǎo)電紙接觸良好，用作電極），滑線變阻器R（其總阻值小于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻），直流電壓表（量程為6V，內(nèi)阻很大，其負(fù)接線柱與B極相連，正接線柱與探針P相連），開關(guān)K．現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條AB間電場中的等勢線．AB間的電壓要求取為6V．
（Ⅰ）在圖2中連線，畫成實(shí)驗(yàn)電路原理圖．
（Ⅱ）下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方．
a．接好實(shí)驗(yàn)電路．
b．
把變阻器的滑動觸頭移到靠近D端處
把變阻器的滑動觸頭移到靠近D端處
．
c．合上K，并將探針P與A相接觸．
d．
調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V
調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V
．
e．用探針壓印的方法把A、B的位置標(biāo)記在白紙上．畫一線段連接AB兩極，在連線上選取間距大致相等的5個點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，用探針把它們的位置印在白紙上．
f．將探針與某一基準(zhǔn)點(diǎn)相接觸，
記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn)
記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn)
，這一點(diǎn)是此基準(zhǔn)的等勢點(diǎn)．用探針把這一點(diǎn)的位置也壓印在白紙上．用相同的方法找出此基準(zhǔn)點(diǎn)的其它等勢點(diǎn)．
g．重復(fù)步驟f，找出其它4個基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)．取出白紙畫出各條等勢線．
（3）如圖3是多用表的刻度盤，當(dāng)選用量程為50mA的電流檔測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為
30.7
30.7
mA；若選用倍率為“×100”的電阻檔測電阻時，表針也指示在圖示同一位置，則所測電阻的阻值為
1.5×103
1.5×103
Ω．如果要用此多用表測量一個約2.0×104Ω的電阻，為了使測量比較精確，應(yīng)選的歐姆檔是
×1K
×1K
（選填“×10”、“×100”或“×1K”）．換檔結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)操作上首先要進(jìn)行的步驟是
歐姆調(diào)零．
歐姆調(diào)零．
．

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