如圖甲所示，將一個(gè)總電阻R=0.5Ω、質(zhì)量為m=0.1kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合），金屬框由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB′重合）．在下滑過程中，金屬框的速度用v表示，與此對(duì)應(yīng)的位移為s，其v2-s圖象如圖乙所示．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，g=10m/s2．
（1）金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多少？
（2）根據(jù)v2-s圖象所提供的信息，計(jì)算出前1.6m內(nèi)金屬框的加速度、斜面傾角θ．
（3）試求磁場(chǎng)的寬度d和磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
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分析：（1）從圖中可以看出，金屬框先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且磁場(chǎng)的寬度等于金屬框的邊長(zhǎng)，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)求出金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間．
（2）根據(jù)v2-s圖象求出前1.6m內(nèi)金屬框的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出斜面的傾角．
（3）磁場(chǎng)的寬度等于金屬框的邊長(zhǎng)，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)重力沿斜面方向的分力等于安培力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度．
解答：解：（1）金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)過程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
所t=
x
v
=
1
4
=0.25s．
（2）根據(jù)圖象知，加速度a=
v2
2s
=5m/s2
a=
mgsinθ
m
=gsinθ
所以θ=30°
（3）由圖象可知，磁場(chǎng)的寬度等于金屬框的邊長(zhǎng)，即d=L=0.5m
    mgsinθ=
B2L2v
R

所以B=0.5T．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵讀懂圖象，知道金屬框先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且磁場(chǎng)的寬度等于金屬框的邊長(zhǎng)．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

將一單擺裝置豎直掛于某一深度h（未知）且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動(dòng)過程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離為l，并通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的周期T，再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?BR>（1）如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)是a、b、c中的
a
a
．
（2）由圖象可知，小筒的深度h=
0.30
0.30
m，當(dāng)?shù)氐膅=
9.86
9.86
m/s2．
（3）某次秒表計(jì)時(shí)得的時(shí)間如圖丙所示，則總時(shí)間為
66.3
66.3
s．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年上海市寶山區(qū)行知中學(xué)高三（上）第二次月考物理試卷（解析版） 題型：填空題

將一單擺裝置豎直掛于某一深度h（未知）且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動(dòng)過程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離為l，并通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的周期T，再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?br />（1）如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)是a、b、c中的    ．
（2）由圖象可知，小筒的深度h=    m，當(dāng)?shù)氐膅=    m/s2．
（3）某次秒表計(jì)時(shí)得的時(shí)間如圖丙所示，則總時(shí)間為    s．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年河南省南陽市高二下學(xué)期第一次月考物理試題（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

將一單擺裝置豎直掛于某一深度h（未知） 且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動(dòng)過程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離為l，并通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的周期T，再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/p>

（1）利用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，為了減小誤差，我們利用秒表來測(cè)量單擺多次全振動(dòng)的時(shí)間，從而求出振動(dòng)周期．除了秒表之外，現(xiàn)有如下工具，還需的測(cè)量工具為    

A．天平    B．毫米刻度尺     C．螺旋測(cè)微器

（2）如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)是a、b、c中的__________．

（3）由圖象可知，小筒的深度h=____________m，當(dāng)?shù)氐膅=_____________m/s2．

（4）某次秒表計(jì)時(shí)得的時(shí)間如圖丙所示，則總時(shí)間為____________s．

 

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科目：高中物理 來源：2011年寧夏吳忠市青銅峽市高考物理模擬試卷（解析版） 題型：解答題

如圖甲所示，將一個(gè)總電阻R=0.5Ω、質(zhì)量為m=0.1kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合），金屬框由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB′重合）．在下滑過程中，金屬框的速度用v表示，與此對(duì)應(yīng)的位移為s，其v2-s圖象如圖乙所示．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，g=10m/s2．
（1）金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多少？
（2）根據(jù)v2-s圖象所提供的信息，計(jì)算出前1.6m內(nèi)金屬框的加速度、斜面傾角θ．
（3）試求磁場(chǎng)的寬度d和磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

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