题目内容

如图甲所示，ABCD为一液体槽，AB、CD所在的侧面为铜板，其他侧面及底面为绝缘板，槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解).现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆，铜丝的上端固定在O点，下端穿出铁球使得单摆摆动时细铜丝始终与导电液体接触(小球与液体不接触).O点与液体槽的中央在同一条竖直线上.在AB、CD所在的铜板面上接上图示电源，电源内阻可忽略，电动势E=8 V.将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到记忆示波器的“地”和“Y”输入端.现将摆球拉离平衡位置使其在垂直于AB、CD的竖直面上做简谐运动.图乙为闭合开关S后某段时间内记忆示波器显示的摆球与CD板之间的电压波形，根据这一波形

(1)求单摆的摆长(取π2等于10，重力加速度g=10 m/s2)；

(2)设AB、CD所在的侧面两铜板内侧之间的距离为L=4 cm，则细铜丝与导电液体的接触点偏离CD的最大距离Lm为多大?

解：(1)由图乙可知单摆做简谐运动的周期为T=1 s 

由T=2π 

得l== m=0.25 m=25 cm 

(2)根据乙图可知：细铜丝与导电液体的接触点跟CD板间的电压最大为Um=6 V，根据题意该电压与细铜丝和导电液体的接触点偏离CD的距离成正比，从而有

= 

解得Lm=3 cm

练习册系列答案
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（2013?枣庄一模）如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R0在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与 线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一髙度处由 静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图象中内均为已知量．重力加速度为g不计空气阻力．下列说法正确的是（　　）
如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角．质量为m的导体棒PQ与ad、bc接触良好，回路的总电阻为R．整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示（设图甲中B的方向为正方向）．若PQ始终静止，关于PQ与框架间的摩擦力在 0～t1时间内的变化情况，有如下判断
①一直增大     
②一直减小
③先减小后增大 
④先增大后减小
以上对摩擦力变化情况的判断可能的是（　　）
（2009?奉贤区一模）如图甲所示，ABCD为一液体槽，AB、CD面为铜板，BC、AD面及底面为绝缘板，槽中盛满导电液体（设该液体导电时不发生电解，看作是一个定值电阻）．现用质量不计的细铜丝在下端固定一小铁球构成一单摆，铜丝的上端固定在O点，下端稍穿出铁球，当摆球在液体上方摆动时，细铜丝始终与导电液体接触（铜丝与液体间的阻力忽略不计），过点的竖直线刚好在AD边的垂直平分面上，在铜板AB、CD面上接上图示的电路．用DIS测得该电源路端电压U随外电阻R的变化规律见下表，已知R1=2Ω，R2=10Ω，滑动变阻器R3的总电阻为20Ω．
R（Ω） 2 4 6 8 10 12
U（V） 6 8 9 9.6 10 10.3
将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到电压传感器．若将摆球拉离平衡位置，使其在垂直于、的竖直面内做简谐振动，把滑片P滑至M点，闭合开关S，通过电压传感器，经计算机得到图乙的波形．试求：

（1）该电源的电动势E和内阻r；
（2）单摆的摆长（取π2约等于10）；
（3）此导电液体的电阻．
精英家教网如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的边长为10cm的正方形闭合金属线框，线框的质量为m=0.02Kg，电阻为R=0.1Ω．在线框的下方有一匀强磁场区域，MN是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现让线框由距MN的某一高度从静止开始下落，经0.2s开始进入磁场，图乙是线框由静止开始下落的速度一时间图象．空气阻力不计，g取10m/s2求：
（1）金属框刚进入磁场时的速度；
（2）磁场的磁感应强度．
（2009?天津模拟）如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，底边bc水平，金属线框的质量为m，电阻为R．在金属线框的下方有一水平方向的匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的上下边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现金属线框从磁场上方某一高度处由静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过磁场区域瞬间的速度-时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量，重力加速度为g，忽略空气阻力．求：
（1）金属框的边长以及磁场的磁感应强度；
（2）金属线框在离开磁场过程中所产生的热量．

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