如图甲所示,ABCD为一液体槽,AB、CD面为铜板,BC、AD面及底面为绝缘板,槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解).现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆,铜

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 单摆的周期/2022-11-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示,ABCD为一液体槽,AB、CD面为铜板,BC、AD面及底面为绝缘板,槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解).现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆,铜丝的上端固定在O点,下端穿出铁球使得单摆摆动时细铜丝始终与导电液体接触,过O点的竖直线刚好在AD边的垂直平分面上.在铜板AB、CD面上接上图示电源,电源内阻可忽略,电动势E=8V,将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到记忆示波器的地和Y输入端(记忆示波器的输入电阻可视为无穷大).现将摆球拉离平衡位置,使其在垂直于AB、CD的竖直面内做简谐运动,闭合开关S,就可通过记忆示波器观察摆球的振动情况.图乙为某段时间内记忆示波器显示的摆球与CD板之间的电压波形,根据这一波形
(1)求单摆的摆长(取π2约等于10,取g=10m/s2);
(2)设AD边长为4cm,则摆球摆动过程中偏离CD板的最大距离和最小距离各是多大?

魔方格

◎ 答案

(1)由图可知,T=1s
由T=

l
g
得,l=
gT2
4π2
=
10×12
4×10
m=0.25m=25cm

(2)摆球摆到离CD板间的最大电压为Umax=6V
该电压与摆球偏离CD板的距离成正比,则有:
lmax
lAD
=
Umax
E

其中lAD=4cm,E=8V
解得△lmax=3cm即为最大距离.
摆球摆到离CD板间的最小电压为Umin=2V
lmin
lAD
=
Umin
E

得△lmin=lAD-△lmax=4-3cm=1cm.
答:(1)单摆的摆长为25cm.
(2)摆球摆动过程中偏离CD板的最大距离和最小距离各是3cm、1cm.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,ABCD为一液体槽,AB、CD面为铜板,BC、AD面及底面为绝缘板,槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解).现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆,铜…”主要考查了你对  【单摆的周期】,【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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