Question

如图(a)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面上振动，闭合开关s，就可通过记忆示波器观察摆球的振动情况。图(b)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²等于10，g取10 m／s²)；   
  (2) 设AD边长为4 cm，则摆球摆动过程中偏离CD板的最大距离为多大?
  

Answer 1

解：(1)铁球不带电，且导电液体不发生电解，故此单摆受 重力和拉力， 则有单摆周期公式得L=25 cm (2)由图象可知O与地之间的最大电压U_l=6V。 铜板AB和CD问场强E=U／d = 200 V／m 则球与CD间距=U₁／E=3cm