Question

（18分）(1)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成30°角放置一矩形線圈，共100匝，線圈長(zhǎng)lab=10cm、寬lbc=8cm，線圈電阻r=1.0Ω，與它相連的電路中，電阻R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖乙所示，開關(guān)閉合后t=1.5s時(shí)R2中電流的大小為_______A，此時(shí)左側(cè)邊ab所受的安培力大小_______N。

（2）一個(gè)質(zhì)量為=0.001kg、帶電量為=C的帶正電小球和一個(gè)質(zhì)量也為不帶電的小球相距=0.2m，放在絕緣光滑水平面上，當(dāng)加上如圖的=N/C的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和=0.5T的水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，帶電小球開始運(yùn)動(dòng)，與不帶電小球相碰后粘在一起，則兩球碰后的速度為________m/s，兩球碰后到兩球離開水平面，還要前進(jìn)_________m。

（3）在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺擺角小于10°時(shí)，完成n次全振動(dòng)時(shí)間為t，用毫米刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為，用螺旋測(cè)微器測(cè)得擺球直徑為d.

①測(cè)得重力加速度的表達(dá)式為g＝_________.

②實(shí)驗(yàn)時(shí)某同學(xué)測(cè)得的g值偏大，其原因可能是_________.

A.實(shí)驗(yàn)室的海拔太高

B.擺球太重

C.測(cè)出n次全振動(dòng)時(shí)間為t，誤作為(n＋1)次全振動(dòng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算

D.用擺線長(zhǎng)與擺球直徑之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算

③用的擺球密度不均勻，無(wú)法確定重心位置.他第一次量得懸線長(zhǎng)為 (不計(jì)半徑)，測(cè)得周期為T1；第二次量得懸線長(zhǎng)為，測(cè)得周期為T2.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，g表達(dá)式為___________

Answer 1

（1）0.02A 0.2N (2) =10m/s s=1.5m

(3) ① g＝ ②CD ③

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：

=0.2V；

根據(jù)閉合電路歐姆定律則有，R2中電流大小為：=0.02A，

左側(cè)邊ab所受的安培力大小F=BlabI=0.2N

（2）根據(jù)動(dòng)能定理：EqL=mv12，代入數(shù)據(jù)得：v1=20m/s；

小球相碰后粘在一起，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：mv1=2mv2，v2=10m/s。

當(dāng)兩球所受洛倫磁力等于重力時(shí)，離開地面，則：qv3B=2mg，v3=40m/s

根據(jù)動(dòng)能定理：Eqx=2m（v32-v22），x=1.5m；

（3）①周期為一次全振動(dòng)的時(shí)間，所以T=t/n；

根據(jù)周期公式得：T=，所以g===

②實(shí)驗(yàn)室的海拔太高，g偏小，A錯(cuò)誤；擺球太重，不影響周期，B錯(cuò)誤；測(cè)出n次全振動(dòng)時(shí)間為t，誤作為(n＋1)次全振動(dòng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，造成T偏小，g偏大，C正確；用擺線長(zhǎng)與擺球直徑之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算，造成L偏大，g偏大，D正確。故選CD

③設(shè)擺球的重心到線與球結(jié)點(diǎn)的距離為r，根據(jù)單擺周期的公式T=2π得

T1=2π①

T2=2π②

聯(lián)立兩式解得

g=

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、單擺的周期