摘要:10.如图9-3-25甲所示.abcd是位于竖直平面内的边长为10 cm的正方形闭合金属线框.线框的质量为m=0.02 kg.电阻为R=0.1 Ω.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线.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0.2 s开始进入磁场.图乙是线框由静止开始下落的v-t图象.空气阻力不计.g取10 m/s2求: (1)金属框刚进入磁场时的速度, (2)磁场的磁感应强度. 解析:(1)由图象可知:线框刚进入磁场后.由于受到重力和安培力的作用线框处于平衡状态.设此时线框的速度是v0.则由运动学知识可得:v0=gt① 由①式可解得:v0=2 m/s.② (2)设磁场的磁感应强度是B.由电学及力学知识可得以下方程:E=BLbcv0③ I=④ FA=BILbc⑤ FA=mg⑥ 由以上方程可解得:B=1 T.⑦ 答案:1 T 图9-3-26

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某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”,他的操作步骤如下:①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上,②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处,③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处,④用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t,⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表:

实验次数 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/(ms) 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/(ms)2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4(ms)-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
(1)若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示,则遮光条的宽度d=
1.050
1.050
cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为
0.37
0.37
m/s(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s,遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为t,可推导出滑块的加速度a与t关系式为
a=
d2
2st2
a=
d2
2st2

(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系,只要作出
F~
1
t2
F~
1
t2
的关系图象,请作出该图线.
(4)根据作出的图象,判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
没有将气垫导轨调节水平
没有将气垫导轨调节水平
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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:

①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
CDG
CDG
(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R和真实值R及测量误差,下列说法中正确的是
AD
AD

A.R>R
B.R<R
C.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越大
D.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
L
2

丙同学猜:复摆的摆长应该大于
L
2
.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
L
2

为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是
错误
错误
的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
L
2
.单摆的周期计算值(T0=2π
L
2
g
),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知,复摆的等效摆长
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出L=
1.35
1.35
L
2
.(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长T=2π
L
g
).
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