题目内容

【题目】某同学通过实验测定一捆长度约为100m的铜导线(电阻约为1.5Ω)的实际长度,首先利用螺旋测微器测量其直径,如图1所示,再利用下列器材测出铜导线的电阻。

可供使用的器材有

电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω

电压表:量程3V,内阻约9kΩ

滑动变阻器R1:最大阻值10Ω

滑动变阻器R2:最大阻值200Ω

定值电阻:R0=3Ω

电源:电动势6V,内阻可不计;

开关、导线若干

要求实验中尽可能准确地测量铜导线的阻值,回答下列问题:

(1)由图1可知,铜导线的直径D=_____________mm

(2)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)。

(3)在图2方框内画出测量铜导线阻值的电路图_______(铜导线用电阻元件符号表示)。

(4)调节滑动变阻器,电压表的示数为U,电流表的示数为I,铜的电阻率为ρ,不考虑电表内阻对实验的影响,则导线的长度为_____________(用已知和所测量的字母表示)。

【答案】1.170 R1

【解析】

(1)[1]螺旋测微器的精度为,读数为

(2)[2]滑动变阻器采用限流法接入电路,为了保证电流表的量程有效利用,指针至少需要偏转量程的,所以接入电路总电阻的最大值约为

所以滑动变阻器选择阻值较为接近的即可。

(3)[3]为了使电压表和电流表的量程能够有效利用,将铜导线和定值电阻串联作为整体进行测量电阻,根据

可知电流表采用外接法可以减小误差,所以电路图如图:

(4)[4]根据欧姆定律

根据电阻定律

解得导线长度

练习册系列答案
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【题目】在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒ab的长度为L,在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e,求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。

(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图乙所示。在某均匀变化的磁场中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点ab引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图丙所示。金属圆环的电阻为R0,圆环两端点ab间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e,求∶

a.金属环中感应电动势E大小;

b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。

(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MNPQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MNPQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块,最初细绳处于伸直状态(细绳足够长)。闭合电键S后,杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线,因而产生感应电动势E',且E'同电路中的电流方向相反,称为反电动势,这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。

a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化,并求杆的最终速度vm

b.当电路中的电流为I时,请证明电源的电能转化为机械能的功率为

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