题目内容
【题目】如图所示,质量m=0.016kg、长L=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.4Ω的矩形线圈,从h1=5m高处自由下落,进入一个匀强磁场,当线圈的下边刚进入磁场时,线圈恰好做匀速直线运动,已知线圈cd边通过磁场所用的时间t=0.15s. 求:
(1)磁场的磁感应强度B;
(2)磁场区域的高度h2(g取10m/s2).
【答案】(1)B=0.8T (2) h2=1.55 m
【解析】【试题分析】(1)线框从h1高度处由静止自由下落,由高度求出线框刚进磁场时速度,根据感应电动势公式和欧姆定律求出电流大小,由楞次定律判断电流方向.(2)线框在磁场中做匀加速直线运动,位移为h2-L,加速度为g,结合初速度求出时间.
(1)安培力:F=BId
根据欧姆定律:
根据法拉第电磁感应定律:E=Bdv
线圈刚好做匀速直线运动,根据平衡条件有:F=mg
线圈自由落体运动,根据动能定理:
解得:
联立以上各式得:
(2)线圈的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的时间:
之后线圈做加速度为g的匀加速度运动,直到线圈cd到达磁场下边界,这个过程用时:t2=0.15 s-0.05 s=0.1 s
此段位移为:
磁场区域的高度为:h2=x2+L=1.55 m.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】如图(a)为某同学设计的“探究加速度与小车所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长木板.在实验中可认为细线对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上的点求得.
(1)关于该实验,下列说法中正确的是________.
A.用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把长木板D的左端适当垫高
C.使用电火花计时器时先使纸带运动,再接通电源
D.长木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与长木板的表面平行
(2)实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图(b)所示,由纸带求出小车的加速度a=________m/s2(加速度a的计算结果保留两位有效数字).
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度a与对应的质量M,数据如下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车的加速度a/(m·s-2) | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.50 | 0.40 |
小车的质量M/kg | 0.400 | 0.500 | 0.625 | 1.000 | 1.250 |
小车质量的倒数M-1/kg-1 | 2.50 | 2.00 | 1.60 | 1.00 | 0.80 |
利用上表数据,在图(c)的坐标纸上选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映a与M关系的图象___________.从图线可得到的结论是_______________________________________________