题目内容
16．2010年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究”．石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，取长度为20.00cm，横截面积为5.0×10-6m2的铅笔芯分别进行如下实验：
（1）A组方案：实验电路如图甲所示（整根铅笔芯连在电路中）．主要步骤如下，请完成相关推算：
a．实验中测出多组U、I数据；
b．将测量数据描在图乙所示的坐标纸上．
请在图乙中完成该铅笔芯的U-I图线，并求出其电阻值Rx=5Ω，算出其电阻率ρ=1.25×10-4Ω•m．
（2）B组方案：实验电路如图丙所示．主要步骤如下，请完成相关推算：
a．闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳到“1”位置，调节变阻器R′，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O点的距离L1；
b．保持R′不变，将开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，记下此时电阻箱的阻值R1，则长度为L1的铅笔芯的阻值为R1；
c．移动金属滑环，重复a、b步骤．记下多组R、L数据，画出的R-L图线如图丁所示，求出该铅笔芯的电阻率ρ=1.4×10-4 Ω•m；
（3）从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是B（选填“A”或“B”）组．
分析 ①用一条过坐标原点的直线将各个点连接起来，直线的斜率表示电阻；根据电阻定律：$R=ρ\frac{L}{S}$变形后计算出电阻率；
②b．保持R′不变，将开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，记下此时电阻箱的阻值R1，则长度为L1的铅笔芯的阻值为R1；
c、从测量的图线中选取两组数据，得出R的数字，然后根据电阻定律：$R=ρ\frac{L}{S}$变形后计算出电阻率；
③从减小误差的角度分析．
解答 解：（1）如图，用一条过坐标原点的直线将各个点连接起来，直线的斜率表示电阻
根据欧姆定律，电阻为$R=\frac{U}{I}=\frac{3.0}{0.6}Ω=5$Ω．
根据电阻定律：$R=ρ\frac{L}{S}$变形后得：$ρ=\frac{RS}{L}=\frac{5×5.0×1{0}^{-6}}{0.2}=1.25×1{0}^{-4}$Ω•m
②b．保持R′不变，将开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，记下此时电阻箱的阻值R1，则长度为L1的铅笔芯的阻值为R1；
c、从测量的图线中选取两组数据，得出L=0.100m时，R=2.8Ω，根据电阻定律：$R=ρ\frac{L}{S}$，得：$ρ=\frac{RS}{L}=\frac{2.8×5.0×1{0}^{-6}}{0.100}Ω•m=1.4×1{0}^{-4}$Ω•m
③方案A中，由于电压表的分流作用，电流测量值偏大，故电阻测量值偏小，而方案B中电阻测量值较为准确；
故选B．
故答案为：（1）5.0； 1.25×10-4（2）R1； 1.4×10-4 （3）B
点评 本题是用伏安法测电阻和用替代法测电阻，关键要明确误差的来源，同时要熟悉电阻箱的读数．
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如图所示，正方形绝缘光滑水平台面WXYZ边长l=1.8m，距地面h=0.8m．平行板电容器的极板CD间距d=0.1m且垂直放置于台面，C板位于边界WX上，D板与边界WZ相交处有一小孔．电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场．电荷量q=5×10-13 C的微粒静止于W处，在CD间加上恒定电压U=2.5V，板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入磁场（微粒始终不与极板接触），然后由XY边界离开台面．在微粒离开台面瞬时，静止于X正下方水平地面上A点的滑块获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇．假定微粒在真空中运动，极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．| A． | 伴星保持相距轨道舱一定距离时的向心加速度等于飞船的向心加速度 | |
| B． | 伴星轨道舱“追”去时，小卫星和向后喷出的气体组成的系统动量守恒 | |
| C． | 若要伴星“追”上轨道舱，只需在原轨道上加速即可 | |
| D． | 伴星绕轨道舱飞行时，飞船对它的万有引力不足以提供它绕飞船绕行的向心力 |
如图所示，PR是一长为L=0.64m的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板R固定在平板的右端．整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d=0.32m．一个质量m=0.50×10-3kg、带电荷量为q=5.0×10-2C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动．当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤去电场对原磁场的影响），物体返回时在磁场中仍作匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=$\frac{L}{4}$．若物体与平板间的动摩擦因数μ=0.20，g取10m/s2．
在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）| A． | 电压表示数变小 | B． | 电流表示数变小 | ||
| C． | 电容器C所带电荷量减少 | D． | a点的电势降低 |
如图所示为某制药厂自动生产流水线上的一部分装置示意图，已知传送带与水平面的夹角为α，O为漏斗，要使药品从漏斗出来经光滑槽送到传送带上，设滑槽与竖直方向的夹角为θ，则θ为多大时可使药片滑到传送带上的时间最短？
如图1所示的一个螺线管，匝数n=1000，横截面积为S=200cm2，电阻r=1Ω，在螺线管外接一个阻值R=4Ω的电阻，电阻的一端b跟地相接．一方向向左，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度随时间变化规律如图2线B-t所示，求：| A． | 速度是描述物体位置变化的物理量 | |
| B． | 速度方向就是物体运动的方向 | |
| C． | 加速度在数值上等于单位时间里速度的变化 | |
| D． | 当物体做匀减速运动时，加速度的方向和合外力的方向相反 |