如圖甲所示，ABCD為一液體槽，AB、CD面為銅板，BC、AD面及底面為絕緣板，槽中盛滿導(dǎo)電液體（設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解）．現(xiàn)用質(zhì)量不計的細銅絲在下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上端固定在O點，下端穿出鐵球使得單擺擺動時細銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸，過O點的豎直線剛好在AD邊的垂直平分面上．在銅板AB、CD面上接上圖示電源，電源內(nèi)阻可忽略，電動勢E=8V，將電源負極和細銅絲的上端點分別連接到記憶示波器的地和Y輸入端（記憶示波器的輸入電阻可視為無窮大）．現(xiàn)將擺球拉離平衡位置，使其在垂直于AB、CD的豎直面內(nèi)做簡諧運動，閉合開關(guān)S，就可通過記憶示波器觀察擺球的振動情況．圖乙為某段時間內(nèi)記憶示波器顯示的擺球與CD板之間的電壓波形，根據(jù)這一波形
（1）求單擺的擺長（取π2約等于10，取g=10m/s2）；
（2）設(shè)AD邊長為4cm，則擺球擺動過程中偏離CD板的最大距離和最小距離各是多大？

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（1）由圖可知，T=1s
由T=2π
l
g
得，l=
gT2
4π2
=
10×12
4×10
m=0.25m=25cm．
（2）擺球擺到離CD板間的最大電壓為Umax=6V
該電壓與擺球偏離CD板的距離成正比，則有：
△lmax
lAD
=
Umax
E

其中l(wèi)AD=4cm，E=8V
解得△lmax=3cm即為最大距離．
擺球擺到離CD板間的最小電壓為Umin=2V
由
△lmin
lAD
=
Umin
E

得△lmin=lAD-△lmax=4-3cm=1cm．
答：（1）單擺的擺長為25cm．
（2）擺球擺動過程中偏離CD板的最大距離和最小距離各是3cm、1cm．
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相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?棗莊一模）如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R0在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN和PQ是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與 線框的bc邊平行，磁場方向垂直于線框平面向里．現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一髙度處由 靜止開始下落，如圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象，圖象中內(nèi)均為已知量．重力加速度為g不計空氣阻力．下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，abcd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角．質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R．整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化情況如圖乙所示（設(shè)圖甲中B的方向為正方向）．若PQ始終靜止，關(guān)于PQ與框架間的摩擦力在 0～t1時間內(nèi)的變化情況，有如下判斷
①一直增大     
②一直減小
③先減小后增大 
④先增大后減小
以上對摩擦力變化情況的判斷可能的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?奉賢區(qū)一模）如圖甲所示，ABCD為一液體槽，AB、CD面為銅板，BC、AD面及底面為絕緣板，槽中盛滿導(dǎo)電液體（設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解，看作是一個定值電阻）．現(xiàn)用質(zhì)量不計的細銅絲在下端固定一小鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上端固定在O點，下端稍穿出鐵球，當擺球在液體上方擺動時，細銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸（銅絲與液體間的阻力忽略不計），過點的豎直線剛好在AD邊的垂直平分面上，在銅板AB、CD面上接上圖示的電路．用DIS測得該電源路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律見下表，已知R1=2Ω，R2=10Ω，滑動變阻器R3的總電阻為20Ω．
R（Ω） 2 4 6 8 10 12
U（V） 6 8 9 9.6 10 10.3
將電源負極和細銅絲的上端點分別連接到電壓傳感器．若將擺球拉離平衡位置，使其在垂直于、的豎直面內(nèi)做簡諧振動，把滑片P滑至M點，閉合開關(guān)S，通過電壓傳感器，經(jīng)計算機得到圖乙的波形．試求：

（1）該電源的電動勢E和內(nèi)阻r；
（2）單擺的擺長（取π2約等于10）；
（3）此導(dǎo)電液體的電阻．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長為10cm的正方形閉合金屬線框，線框的質(zhì)量為m=0.02Kg，電阻為R=0.1Ω．在線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，經(jīng)0.2s開始進入磁場，圖乙是線框由靜止開始下落的速度一時間圖象．空氣阻力不計，g取10m/s2求：
（1）金屬框剛進入磁場時的速度；
（2）磁場的磁感應(yīng)強度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?天津模擬）如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，底邊bc水平，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R．在金屬線框的下方有一水平方向的勻強磁場區(qū)域，MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的上下邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框從磁場上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過磁場區(qū)域瞬間的速度-時間圖象，圖象中坐標軸上所標出的字母均為已知量，重力加速度為g，忽略空氣阻力．求：
（1）金屬框的邊長以及磁場的磁感應(yīng)強度；
（2）金屬線框在離開磁場過程中所產(chǎn)生的熱量．

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