Question

如圖(a)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(shí)不發(fā)生電解)�，F(xiàn)用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)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(diǎn)，下端穿出鐵球使得單擺擺動(dòng)時(shí)細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸，過(guò)O點(diǎn)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(dòng)勢(shì)E = 8V，將電源負(fù)極和細(xì)銅絲的上端點(diǎn)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(wú)窮大)�，F(xiàn)將擺球拉離平衡位置使其在垂直于AB、CD面上振動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)s，就可通過(guò)記憶示波器觀察擺球的振動(dòng)情況。圖(b)為某段時(shí)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(zhǎng)(取²等于10，g取10 m／s²)；   
  (2) 設(shè)AD邊長(zhǎng)為4 cm，則擺球擺動(dòng)過(guò)程中偏離CD板的最大距離為多大?
  

Answer 1

解：(1)鐵球不帶電，且導(dǎo)電液體不發(fā)生電解，故此單擺受 重力和拉力， 則有單擺周期公式得L=25 cm (2)由圖象可知O與地之間的最大電壓U_l=6V。 銅板AB和CD問(wèn)場(chǎng)強(qiáng)E=U／d = 200 V／m 則球與CD間距=U₁／E=3cm