题目内容

(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
4.1×10-2
N,磁场的磁感应强度B的大小为
0.41
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
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
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
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
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
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
R2
两端的电压;
④在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若
D
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.
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=2FA
(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=2FA
FA=
mg
2
=4.1×10-2N.
FA=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.
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