题目内容

1．要测量一根电阻丝的电阻率，某同学采用的做法是：

（1）用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图甲所示，其计数为d=0.390mm．
（2）用多用电表粗测其电阻，如图乙所示，当选择开关旋至“R×10”时，指针指在接近刻度盘右端的位置Ⅰ；为了较为准确地测量该电阻，应将选择开关旋至×1档（选填“×1”、“×100”、“×1k”）进行测量，此时指针指示的位置接近刻度盘的中央位置Ⅱ．

（3）某同学设计了如图丙所示电路，电路中ab段是粗细均匀的待测电阻丝，保护电阻R0=4.0Ω，电源的电动势E=3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好．实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中ap长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示：
x（m）0.100.200.300.400.500.60
I（A）0.490.430.380.330.310.28
$\frac{1}{I}$（A-1）2.042.332.633.033.233.57
为了直观方便处理表中的实验数据，请在丁图中选择纵、横坐标为$\frac{1}{I}$-x（选填I-x或$\frac{1}{I}$-x）描点，并在坐标纸上画出相应的图线，根据图线与其他测量的数据求得电阻丝的电阻率ρ=1.1×10-6Ω•m（保留两位有效数字）

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（2）用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近．
（3）应用描点法作出图象，根据电路图应用欧姆定律与电阻定律求出函数表达式，然后分析答题．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：d=0mm+39.0×0.01mm=0.390mm；
（2）选择开关旋至“R×10”时，指针指在接近刻度盘右端的位置Ⅰ，指针偏角太大，说明所选挡位太大；
为了较为准确地测量该电阻，应选择较小的挡位，应将选择开关旋至×1挡进行测量．
（3）电阻丝电阻：R=ρ$\frac{x}{S}$，由闭合电路欧姆定律可知，电流：I=$\frac{E}{R+{R}_{0}}$=$\frac{E}{ρ\frac{x}{S}+{R}_{0}}$，
$\frac{1}{I}$=$\frac{ρ}{SE}$x+$\frac{{R}_{0}}{E}$，如果作I-x图象，图象不是直线，不便于实验数据处理，
$\frac{1}{I}$-x图象是直线，便于实验数据处理，因此需要作$\frac{1}{I}$-x图象；
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

由图示$\frac{1}{I}$-x图象可知，其斜率：k=$\frac{3.6-1.8}{0.6}$=3，
图象的斜率：k=$\frac{ρ}{SE}$=$\frac{ρ}{πE（\frac{d}{2}）^{2}}$，则电阻率：ρ=$\frac{kπE{d}^{2}}{4}$=$\frac{3×3.14×3×（0.390×1{0}^{-3}）^{2}}{4}$≈1.1×10-6Ω•m；

故答案为：（1）0.390；（2）×1；（3）$\frac{1}{I}$--x；图象如图所示；1.1×10-6．

点评 本题考查了螺旋测微器读数、实验数据处理等问题，要掌握常用器材的使用及读数方法；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案
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11．如图（甲）的演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动．

现取以下简化模型进行定量研究：
如图（乙）所示，电容为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连．设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点．假设小球与极板发生碰撞后，小球的速度立即变为零，带电情况也立即改变，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的k倍（k＜＜1）．不计带电小球对极板间匀强电场的影响．重力加速度为g．
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？
（2）设上述条件已满足在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动．求：
①在T时间内小球往返运动的次数；
②在T时间内电源输出的平均功率．
12．在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，g取9.8m/s2．求：
（1）该实验所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需BD（填字母代号）中的器材．
A．直流电源               B．交流电源
C．秒表                   D．毫米刻度尺
（2）纸带的左端（选填“左”或“右“）与重物相连；
（3）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；
（4）打点计时器打下记数点B时，物体的速度VB=1.92 m/s（保留三位有效数字）；
（5）从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=1.88 J，动能的增加量△EK=1.84J（保留三位有效数字）；
（6）根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=9.50 m/s2．（保留三位有效数字）
（7）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△EP 也一定略大于△EK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因为重锤下落过程中受到阻力的作用，机械能有损失．
9．如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则（　　）
A．正电荷放在a点静止释放，仅在电场力作用下运动的轨迹与电场线重合
B．电荷在a点受到电势能必定大于在b点的电势能
C．同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小
D．a点的电场强度较大
16．如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图（俯视图），使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场（方向垂直纸面向外）作用下加速．则下列说法正确的是（　　）
A．电源给电容器充电后，M板带正电
B．导体棒在安培力作用下向右运动
C．超级电容器相当电源，放电时两端电压不变
D．在电容器放电过程中，电容器电容不断减小
6．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图1所示，用 米尺测量金属丝的长度 l=0.810m．金属丝的电阻大约为 4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根 据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为0.520mm
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约 4.5V，内阻很小
B．电流表 A1：量程 0～0.6A，内阻 0.125Ω
C．电流表 A2：量程 0～3.0A，内阻 0.025Ω
D．电压表 V：量程 0～3V，内阻 3kΩ
E．滑动变阻器 R1：最大阻值 10Ω
F．滑动变阻器 R2：最大阻值 50Ω
G．开关、导线等
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是B，应该选用的滑动变阻器是E（都填选项）
（3）根据所选的器材，在如图2所示的方框中画出实验电路图

（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为 Rx=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为1.1×10-6Ω•m（保留二位有效数字）
13．在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流强度I，长度L，质量为m的导体棒（电流方向向里），如图所示，已知重力加速度为g．
①若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则磁感应强度B是多少；
②若磁场方向与纸面平行，要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，所加的匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向如何．
10．卡车以v0=10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方开始刹车，使卡车减速前进，当速度减至v=2m/s时，交通信号灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了原来一半的时间就加速到了原来的速度．已知从刹车开始到汽车恢复到原来的速度，整个过程用时t=12s，司机的反应时间忽略不计，求：
（1）卡车减速所用的时间t1和加速所用的时间t2．
（2）卡车减速时的加速度a1与加速时的加速度a2．
11．如图所示电路中，R0为定值电阻，当滑片P向右移动过程中，下列判断正确的是（　　） 
A．电压表V1、电流表A的读数都增大
B．电压表V1、电流表A读数变化量的比值增大
C．电压表V2与电流表A读数的比值变大
D．电压表V1与电流表A读数的比值保持不变

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