Question

（2013?南开区二模）（1）如图1为“电流天平”，可用于测定磁感应强度．在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底边cd长L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直．当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时：调节砝码使天平平衡．若保持电流大小不变；使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码，才能使天平再次平衡．则cd边所受的安培力大小为

4.1×10^-2

N，磁场的磁感应强度B的大小为

0.41

T．（g=10m/s²）

（2）某同学设计了如图2所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d．开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F₀，以此
表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F₁，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．
①木板的加速度可以用d、t表示为a=

2d

t2

；
②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数的关系．图3中能表示该同学实验结果的是

C

；
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是

BC

．
A．可以改变滑动摩擦力的大小        B．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较精确地测出摩擦力的大小  D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
（3）在练习使用多用表的实验中，某同学连接的电路如图4所示．
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键S，此时测得的是通过

R₁

的电流；
②若断开电路中的电键S，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是

R₁+R₂

的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键S，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是

R₂

两端的电压；
④在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若

D

A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×l0”倍率测量时发现指针位于20与30 正中间，则测量值等于250Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大．

Answer 1

分析：（1）开始时电流沿acdb，根据左手定则，cd边安培力的方向竖直向上，保持电流大小不变，使电流方向反向，则安培力变为竖直向下，相当于右边多了两个安培力的重量．即mg=2F_A．
（2）长木板做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式列式求解加速度；知道减小误差的常用方法是多次测量取平均值；知道当水的质量远远小于木板的质量时，水的重力近似等于绳子的拉力．
（3）图中多用电表与滑动变阻器串联后与电阻R₂并联，通过电键与电池相连，根据电路的串并联知识分析即可；欧姆表刻度是左密右疏，中间刻度较均匀；每次换挡需要重新较零．

解答：解：（1）开始时cd边所受的安培力方向竖直向上，电流反向后，安培力的方向变为竖直向下．相当于右边了两个安培力的重量．即mg=2F_A．
则FA=

mg

2

=4.1×10^-2N．
F_A=NBIL，所以B=

FA

NIL

=

4.1×-2

5×0.1×0.2

=0.41T
（2）①根据匀变速直线运动公式得：
a=

2d

t2

②当F₁＞F₀时，木板才产生加速度．随着继续向瓶中加水后，矿泉水瓶的质量不断增加，
矿泉水瓶的质量不能远小于木板的质量，那么水的重力与绳子的拉力差值越来越大．故选C．
③A、不可以改变滑动摩擦力的大小，故A错误．
B、缓慢向瓶中加水，可以更方便地获取多组实验数据，故B正确．
C、缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动，可以比较精确地测出摩擦力的大小，故C正确．
D、并没有获得很大的加速度，可以获取多组实验数据以提高实验精度．故D错误．
故选BC．
（3）①多用电表与滑动变阻器串联，电流相等，所以此时测得的是通过R₁的电流；
②断开电路中的电键，R₁与R₂串联，多用电表接在其两端，测量的是R₁+R₂的电阻；
③滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线；则多用电表与电阻R₂相并联，测量R₂的电压；
④A、双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，故A错误；
B、测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需增大或者减小倍率，重新调零后再进行测量，故B错误；
C、欧姆表刻度是左密右疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，即测量值小于250Ω，大于200Ω，即测量值不可能小于25Ω．故C错误；
D、欧姆表内的电池使用时间太长，电动势不变，内电阻增加，完成欧姆调零即可测量，故D错误；
故选：D．
故答案为：（1）4.1×10^-2，0.41；（2）①

2d

t2

；②C；③BC；（3）：①R₁，②R₁+R₂，③R₂，④D

点评：书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．明确多用电表的使用，关键要理清电路结构；欧姆表使用时每次换挡都要欧姆调零．