题目内容

交流电源电压u=20sin(100πt)V，电路中电阻R=10Ω。电流表和电压表为理想电表，则如图电路中电流表和电压表的读数分别为（    ）

A．1.41A，14.1VB．1.41A，20VC．2A，20VD．2A，14.1V

A

解析

练习册系列答案
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（1）甲、乙都是使用电磁打点计器验证机械能守恒定律的实验装置图．
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①较好的装置是
 
 （填“甲”或“乙”）．
②打点汁时器必须接
 
（填“髙压”或“低压”）交流电源．
③丙图是采用较好的装置进行实验的，打点清晰，无漏点，如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm，这是因为实验时
 
；如果出现这种情况，则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为
 
（选填序号）：
A．mgl=
ms2
8T2
    B．mgl＞
ms2
8T2
   C．mgl＜
ms2
8T2

（2）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，器材有：电压表精英家教网：0-3-15V；电流表精英家教网：0-0.6-3A；变阻器R1（总电阻20Ω）；以及电键S和导线若干．
①根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图甲，要求滑动变阻器的滑动头在右端时，其使用的电阻值最大．
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②由实验测得的7组数据已在图乙的U-I图上标出，请你完成图线，并由图线求出E=
 
，r=
 
Ω（保留两位有效数字）．
③下表为另一组同学测得的数据．可以发现电压表测得的数据变化很小，将影响实验结果的准确性，电压表读数变化很小的原因是：
 
．
I/A 0.12 0.20 0.31 0.41 0.50 0.62
U/V 1.47 1.45 1.42 1.40 1.38 1.35
（2011?浙江模拟）I．教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干．为了完成“验证机械能守恒定律”的实验，你还必须领
取
低压交流电源
低压交流电源
，正确安装实验装置后，在释放纸带之前，应把重物提高到
靠近打点计时器
靠近打点计时器
的地方．某同学选用不同的器材，在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带，第一个打点均为O，在甲纸带上任选6个连续的打点A、B、C、D、E、F，它们到O的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm；同样在乙纸带上任选6个连续的打点A′、B′、C′、D′、E′、F′，它们到O的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36.10cm．
根据甲纸带的数据可知，m=0.2kg的重物由B点运动到E点重力势能的减少量等于
0.278J
0.278J
，动能的增加量等于
0.277J
0.277J
（当地的重力加速度取g=9.8m/s2）．分析这位同学的两组实验数据，指出哪组不符合实验要求，并说明原因．
II．现有如下所示的实验器材（示意图），要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验

（1）请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接．
（2）若测得的实验数据如下表，请用作图法求出干电池的电动势和内阻．
电压（U/V） 1.48 1.44 1.38 1.30 1.20 1.08
电流（I/A） 0.05 0.10 0.15 0.25 0.35 0.50
（3）若上图中所给的电流表已被损坏，用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻？如能的话，请选定器材并给出电路图．
（1）①一个原、副线圈匝数比为10：1的理想变压器，副线圈上接阻值为R=10Ω的电热器，原线圈接在一交流电源上，它的电压表达式为u=200cos314tV，则电热器的发热功率为
 
W．
②用游标为10分度（测量值可准确到0.1mm）的卡尺测量小球的直径．某次测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为
 
mm．
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（2）用伏安法测量一个定值电阻的阻值，除待测电阻Rx（约lkΩ）以外，实验室提供的器材如下：
A．直流毫安表：量程0～5mA，内阻约10Ω
B．直流毫安表：量程0～100mA，内阻约0.5Ω
C．直流电压表：量程0～3V，内阻约3kΩ
D．滑动变阻器：阻值范围0～20Ω，允许最大电流为lA
E．直流电源：输出电压为6V，内阻小计
F．开关一个，导线若干条
要求测量精度尽可能高
①电流表应选择
 
（填器材前面的符号）：
②请画出实验电路图．
（3）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示．某同学利用纸带进行研究：从点迹较密处选一个清晰点作为起始点0，然后依次取测量点l、2、3、4、5，再测量出各测量点到0点的距离hl、h2、h3、h4、h5，如图乙所示．
已知实验时计时器所用交变电流的频率为f，他利用正确的方法依次算出了各点的速度vi（i=l、2、3、4、5）．
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①该同学计算点4的速度的表达式是
 
．
②他依次算出了vi2的大 小；然后以vi2为纵轴，hi（i=1、2、3、4、5）为横轴建立坐标系，依次标出（hi，vi2），用平滑的曲线拟合这些点得到的图象如图丙所示，以下验证重物下落过程中机械能是雷守恒的方法，可行的是
 

A．任取图线上的一点（hi，vi2），验证等式gh1=
1
2
v
2
i
是否成立．
B．在图线上任取两个点m、n，验证等式g(hm-hn)=
1
2
(
v
2
m
-
v
2
n
)是否成立
C．计算图线的斜率，看斜率k是否等于重力加速度g
D．计算图线的斜率，看斜率k是否等于重力加速度g的2倍．
（1）某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律．他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度．图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源．

①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=
8.00
8.00
cm，小车此次运动经B点时的速度vB=
0.400
0.400
m/s，小车的加速度a=
1.46
1.46
m/s2；（保留三位有效数字）
②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用
天平
天平
来测量出
小车的总质量
小车的总质量
；
③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是
A
A

A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量M
C、定滑轮的轮轴要尽量光滑
（2）某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（阻值范围0～99.9Ω）；开关、导线若干．
①请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路；
②实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组 R、U的数据．根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是
13.9
13.9
Ω；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③请推导
1
U
与
1
R
的函数关系式（用题中给的字母表示）
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
，根据实验数据绘出如图丁所示的
1
U
-
1
R
图线，由图线得出电池组的电动势E=
2.86
2.86
V，内电阻r=
5.86
5.86
Ω．（保留三位有效数字）

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，图20为回旋加速器的示意图。D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频交流电源上。在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D2盒中。两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出。已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求：

（1）带电粒子能被加速的最大动能Ek；

（2）带电粒子在D2盒中第n个半圆的半径；

（3）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率。

      

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