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    如图9－2－26甲所示，空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m＝1 kg、电阻R＝4 Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v0＝4 m/s匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时．

    图9－2－26

    (1)求匀强磁场的磁感应强度B；

    (2)求线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；

    (3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由．

    解析　(1)由F－t图象可知，线框加速度a＝＝2 m/s2，　

    线框的边长L＝v0t－at2＝ m＝3 m，

    t＝0时刻线框中的感应电流I＝，

    线框所受的安培力F安＝BIL，

    由牛顿第二定律F1＋F安＝ma，

    又F1＝1 N，联立得B＝ T＝0.33 T.

    (2)线框进入磁场的过程中，平均感应电动势＝

    平均电流＝，

    通过线框的电荷量q＝t，

    联立得q＝0.75 C.

    (3)设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x，由运动学公式得0－v＝－2ax，

    代入数值得x＝4 m<2L，

    所以线框不能从右侧离开磁场．

    答案　(1)0.33 T　(2)0.75 C　(3)不能；理由见解析

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）甲、乙、丙、丁四位同学在使用不同精度的游标卡尺和螺旋测微器测量同一个物体的长度时，分别测量的结果如下：
    甲同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为12.045cm
    乙同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为12.04cm
    丙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为12.045cm
    丁同学：使用精度为“0.01mm”的螺旋测微器，读数为12.040mm
    从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是
    甲
    甲
    同学．

    （2）与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．
    现利用图2所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为300，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．
    ①滑块通过光电门1时的速度v1=
    1.00
    1.00
     m/s，通过光电门2时的速度v2=
    2.50
    2.50
     m/s；
    ②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为
    5.25
    5.25
     J，重力势能的减少量为
    5.26
    5.26
     J．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，刻度尺，其中不必要的器材是
    低压直流电源、天平、秒表
    低压直流电源、天平、秒表
    ，缺少的器材是
    低压交流电源、重锤
    低压交流电源、重锤
    ．
    （2）验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图6乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡．根据以上内容．回答下列问题：
    ①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
    1
    24
    1
    24
    s，图乙中的圆柱棒的
    左
    左
    端是悬挂端（填左或右）．
    ②根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=
    1.2
    1.2
    m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=
    1.6
    1.6
    m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为
    0.52
    0.52
    J，重力势能的变化量
    0.57
    0.57
    J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是
    在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
    在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
    ．（计算结果保留2位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2012?闵行区三模）将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池．现要测量橘子电池（如图A所示）的电动势和内阻，四位同学采用不同的方法进行探究．
    （1）甲同学用多用表的直流电压档，选择0～1V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V；用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极，读得此时的读数为3200Ω；甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V，内阻r=3.2kΩ
    请指出甲同学测量的主要错误：
    ①水果电池的内阻较大，水果电池的电动势大于0.82V
    ②因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准．
    ①水果电池的内阻较大，水果电池的电动势大于0.82V
    ②因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准．

    （2）乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图B所示．
    下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据．
    次数 1 2 3 4 5 6
    电压U/V 0.32 0.360 0.44 0.52 0.60 0.68
    电流I/mA 0.32 0.30 0.26 0.22 0.18 0.14
    请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象．由图象求出水果电池的电动势为
    0.96V
    0.96V
    V，内阻为
    2.0×103Ω
    2.0×103Ω
    Ω．
    （3）丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻，该同学手边只有电流传感器，导线、开关和一只电阻箱（电阻可变范围09999.9Ω），他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据，图象法处理数据时丙同学作出
    1
    I
    1
    I
    随
    R
    R
     变化的关系图象．根据图象的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻．
    （4）丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡仍不发光（检查电路无故障）分析灯泡不亮的原因是：
    水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小
    水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）用油膜法估测分子的大小．
    实验中将每个油酸分子视为球形模型，并让油酸尽可能地在水面上扩展开，则形成的油膜可视为
     
    ．若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的纯油酸的体积为V，油膜的面积为S，由此可估算出油酸分子的直径为
     
    ．
    （2）如图甲，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动．当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂圆柱棒的细线，圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号．图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带，图中O是画出的第一个痕迹，A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒定律．根据以上内容，可得：
    ①根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为
     
    J，重力势能的变化量为
     
    J，由此可得出的结论是
     
    ．（g取9.80m/s2，结果保留三位有效数字）
    ②实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值．假设OF间的距离为h，EG间的距离s．电动机转动频率用f表示．有下面三种方法求重力加速度的值，分别是：
     

    A．根据h=
    1
    2
    gt2    ，其中t=
    6
    f
    ，求得：g=
    2hf2
    62

    B．根据vF=gt，其中t=
    6
    f
    ，而vF=
    s
    2T
    （其中T=
    1
    f
    ），求得：g=
    sf2
    12

    C．根据
    v
    2
    F
    =2gh    ，而vF=
    s
    2T
    ，（其中T=
    1
    f
    ），求得：g=
    s2f2
    8h

    你认为用哪种方法比较妥当？其它方法可能存在的问题是什么？
    答：
     
    ．
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