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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有一邊長為L的正方形金屬線框，其質量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離開磁場．

答案　(1)0.33 T　(2)0.75 C　(3)不能；理由見解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）甲、乙、丙、丁四位同學在使用不同精度的游標卡尺和螺旋測微器測量同一個物體的長度時，分別測量的結果如下：
甲同學：使用游標為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
乙同學：使用游標為10分度的卡尺，讀數(shù)為12.04cm
丙同學：使用游標為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
丁同學：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．

（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，其結構如圖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、打點計時器以及復寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、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動，使之替代打點計時器．當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有“1440r/min”字樣，由此驗證機械能守衡．根據(jù)以上內容．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）．由此可得出的結論是
在誤差允許范圍內圓柱下落過程中機械能守恒
在誤差允許范圍內圓柱下落過程中機械能守恒
．（計算結果保留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）的電動勢和內阻，四位同學采用不同的方法進行探究．
（1）甲同學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；甲同學認為該水果電池電動勢E=0.82V，內阻r=3.2kΩ
請指出甲同學測量的主要錯誤：
①水果電池的內阻較大，水果電池的電動勢大于0.82V
②因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結果，故測不準．
①水果電池的內阻較大，水果電池的電動勢大于0.82V
②因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接水果電池的兩極時，歐姆表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián)，影響測量的結果，故測不準．

（2）乙同學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阻，電路如圖B所示．
下表是乙同學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)在答題卷相應位置的坐標紙中描點作出U隨I變化的關系圖象．由圖象求出水果電池的電動勢為
0.96V
0.96V
V，內阻為
2.0×103Ω
2.0×103Ω
Ω．
（3）丙同學也想自己測一下水果電池的電動勢和內阻，該同學手邊只有電流傳感器，導線、開關和一只電阻箱（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的數(shù)據(jù)，圖象法處理數(shù)據(jù)時丙同學作出
1
I
1
I
隨
R
R
 變化的關系圖象．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阻．
（4）丁同學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：
水果電池的內阻太大，回路中電流太小，路端電壓太小
水果電池的內阻太大，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．當接通電源待電機穩(wěn)定轉動后，燒斷懸掛圓柱棒的細線，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有“1200r/min”字樣，由此驗證機械能守恒定律．根據(jù)以上內容，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，由此可得出的結論是
 
．（g取9.80m/s2，結果保留三位有效數(shù)字）
②實驗中某同學利用獲得的實驗數(shù)據(jù)同時測定了當?shù)氐闹亓铀俣萭的值．假設OF間的距離為h，EG間的距離s．電動機轉動頻率用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

你認為用哪種方法比較妥當？其它方法可能存在的問題是什么？
答：
 
．
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