题目内容
【题目】如图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向外的匀强磁场。在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点。下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
如图甲所示,第一段时间从初位置到M′N′离开磁场,此时电动势E=2Bvtv,线框受的安培力f=2BIvt=,图象是开口向上的抛物线,故CD错误;
如图乙所示,线框的右端M2N2刚好出磁场时,左端Q2P2恰与MP共线,此后一段时间内有效长度不变,一直到线框的左端与M′N′重合,这段时间内电流不变,安培力大小不变;最后一段时间如图丙所示,从匀速运动至M2N2开始计时,有效长度为A′C′=l-2vt′,电动势线框受的安培力,图象是开口向上的抛物线,故A错误,B正确。
【题目】如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置.圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F与线速度v的关系:
(1)该同学采用的实验方法为________.
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 D.微小量放大法
(2)改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组F、v数据,如下表所示:
v/ms-1 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
v2/m2s-2 | 1.0 | 2.25 | 4.0 | 6.25 | 9.0 |
F/N | 0.88 | 2.00 | 3.50 | 5.50 | 7.90 |
①请在图乙中作出F-v2图线_____;
②若圆柱体运动半径r=0.3 m,由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m=_____ kg.(结果保留两位有效数字)