题目内容

图示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着匝数为n的矩形线圈,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂达到新的平衡。

(1)磁感应强度B=__________。(用已知量和测量得到的量n、m、L、I表达)
(2)当n=9、L=10.0 cm、I=0.10 A、m=8.78 g、g=9.8 m/s2时,可计算得B=__________T。(结果保留两位有效数字)
练习册系列答案
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(1)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源有220V的交变电流和学生电源,学生电源的输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
F.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内.
BD错误,C是不必要的
BD错误,C是不必要的

(2)两位同学在实验室利用如图2(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一位同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一位同学记录的是电流表A和电压表v2的测量数据.并根据数据描绘了如图2(b)所示的两条U-I直线.回答下列问题:
①根据两位同学描绘的直线,可知图线
(填“甲”或“乙”)是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的.
②图象中两直线的交点表示
BC
BC

A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端      B.在本电路中该电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5W        D.在本电路中该电源的效率达到最大值
③根据图2(b),可以求出定值电阻R0=
2.0
2.0
Ω,电源电动势E=
1.50
1.50
V,内电阻r=
1.0
1.0
Ω.
(1)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:
 

②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图2所示,根据打出
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的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=
 

③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是
 
.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=
 

(2)、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图3,由图3可知其长度为
 
mm;
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②用螺旋测微器测量其直径如图4,由图4可知其直径为
 
mm;
③用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图4,则该电阻的阻值约为
 
Ω.
④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S,导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(1)如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值I=__________。线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q=____________。

(2)图示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____________色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=__________ kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(3)如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度。

①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__________(填字母代号)中的器材。

A.直流电源、天平及砝码                           B.直流电源、毫米刻度尺

C.交流电源、天平及砝码                           D.交流电源、毫米刻度尺

②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作________图象,其纵轴表示的是________,横轴表示的是________。

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