2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：

小灯泡L，“3.8 V、0.3 A”

电压表V，量程0-5 V，内阻5 kΩ

电流表A₁，量程0-100 mA，内阻4 Ω

电流表A₂，量程0-500 mA，内阻0.4 Ω

滑动变阻器R₁，最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A

滑动变阻器R₂，最大阻值5 Ω，额定电流0.5 A

直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω

(1)在上述器材中，滑动变阻器应选　　　　　 ;电流表应选　　　　　　 .

(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如

图7－5－6所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)(　)

图7－5－6

解析：(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R₂，则电路中的电流会超过R₂允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R₁.电流表A₁的量程太小，故电流表应当选择A₂.

(2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法．

(2)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P＝知B图正确，由P＝I²R知D图正确．

答案：(1)R₁　A₂　(2)电路图如解析图所示　(3)BD

1．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列

器材供选择：

A．待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”

B．电流表(量程3 A，内阻约为1 Ω)

C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)

D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ)

E．电压表(量程15.0 V，内阻约为50 kΩ)

F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)

G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)

H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计)

I．电键及导线等

(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变

阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可)

(2)请在虚线框内画出实验电路图．

图7－5－5

(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图7－5－5所示．则电压值为

________ V，电流值为________ A，小灯泡的实际功率为________ W.

解析：待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选

C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接．

答案：(1)C　D　G　(2)如解析图所示　(3)1.80　0.33　0.59

4．(2009·北京，21)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I_g＝0.6 A，内阻r_g＝0.1 Ω)和若干导线．

(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图7－6－16中器件的连接方式，画线把它们连接起来．

(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图7－6－17所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，如图7－6－18所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点．请你将与图7－6－17实验数据对应的坐标点也标注在图7－6－18上．

(3)在图7－6－18上把描绘出的坐标点连成图线．

(4)根据图7－6－18描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.

解析：(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E＝I(R+r)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．

(2)由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点．

(3)剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线．

(4)将欧姆定律的表达式E＝I(R+r)变形得R＝－r，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系．将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为－r＝－0.3，则电阻为0.3 Ω，直线的斜率为k＝E＝＝1.5 V.

答案：(1)见图甲　(2)见图乙　(3)见图乙

(4)1.5(1.46-1.54)　0.3(0.25-0.35)

3.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35 Ω-55 Ω范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7－6－15甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0-9 999 Ω，R₀是定值电阻．

(1)实验室备有的保护电阻R₀有以下几种规格，本实验应选用(　)

A．10 Ω，2.5 W 　　B．50 Ω，1.0 W　 　　C．150 Ω，1.0 W　 　　D．1 500 Ω，5.0 W

(2)该同学接入符合要求的R₀后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7－6－15乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________．

(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为________ V，内电阻r为________ Ω.

解析：(1)当R＝0时，应该有R₀+r≥，即R₀≥145 Ω可保证电路中电流小于最大允许电流，R₀应该选择C，并且选C后R₀消耗的最大功率小于1 W.

(2)/＝I，即回路中的电流．

(3)根据U＝E－Ir①，

I＝②，

联立①②得：＝ +，即：＝0.1；＝.得E＝10 V；r＝50 Ω.

答案：(1)C　(2)回路中的电流　(3)10　50

2．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R₀的阻值，某同学利用DIS设计了如图7－6－13所示的电路．闭合电键S₁，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图7－6－14所示的M、N两条U－I直线．请回答下列问题：

(1)根据图7－6－14中的M、N两条直线可知(　)

A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

(2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是(　)

A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端　 　B．电源的输出功率最大

C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5 W　 　　 D．电源的效率达到最大值

(3)根据图7－6－14可以求得定值电阻R₀＝________ Ω，电源电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.

答案：(1)BC　(2)AC　(3)2.0　1.50　1.0

1．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)

A．电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 kΩ)　 B．电流表A(量程2 mA，内阻约为50 Ω)

C．电阻箱R(0-999.9 Ω)　 　　　　　　　D．开关S一只、导线若干

(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________________.

(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图．

(3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图7－6－12中－坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E＝________ V，r＝________ Ω.

答案：(1)不可行．理由：根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程2 mA，故不可行

(2)如右图所示

(3)如下图所示　3.6-3.7　9.5-10.5

12.

图8－1－32

　 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：

　 (1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

　 (2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

　 解析：从b向a看侧视图如图所示．

　 (1)水平方向：F＝F_Asin θ①

　 竖直方向：F_N+F_Acos θ＝mg②

　 又　F_A＝BIL＝BL③

　 联立①②③得：F_N＝mg－，F＝.

　 (2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F_A＝mg

　 B_min＝，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

　 答案：(1)mg－　(2)　方向水平向右

11.

图8－1－31

　 如图8－1－31所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10^－2 kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s²)

　 解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示．由平衡条件

　 F_Tcos 37°＝F①

　 F_Tsin 37°＝mg②

　 由①②解得：F＝，代入数值得：F＝0.8 N

　 由F＝BIL得：B＝＝ T＝2 T.

　 B与t的变化关系为B＝0.4 t．所以t＝5 s.

　 答案：5 s

10.

图8－1－30

　 电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图8－1－30所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为l，质量为M的金属杆上，当有大的电流I₁通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v₁时刻的加速度为a，当有大的电流I₂通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v₂脱离金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度多大？

　 解析：设运动中受总阻力F_f＝kv²，炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速，根据牛顿第二定律，获得v₁速度时，BI₁l－kv＝(M+m)a①

　 当炮弹速度最大时，有BI₂l＝kv②

　 解①②得垂直轨道的磁感应强度为：B＝.

　 答案：

9．如图8－1－29甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是(　)

　 A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动

　 B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动

　 C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小

　 D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

　 解析：由安培力的表达式F＝BIL结合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前周期内，安培力F方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在周期到周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至周期时速度减小到零，所以D项正确；而后在周期到周期内，MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A项正确．

　 答案：AD