题目内容

7．某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0kΩ）
B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）
C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）
D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R2（0～999.9Ω）
F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选A2（选填“A1”或“A2”），将实物连线补充完整后．电流表应采用内接（选填“内接”或“外接”），滑动变阻器采用分压（选填“限流式”或“分压式”）接法．
（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图．根据测量数据作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{2}}$图象，如图丙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E=$\frac{1}{b}$，内阻r=$\frac{k}{b}$（用k、b和R2表示）．该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是电压表分流，．

分析 （1）根据通过待测电阻的最大电流选择电流表；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法；根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，然后连接实物电路图．
（2）由闭合电路的欧姆定律求出$\frac{1}{U}$与$\frac{1}{{R}_{2}}$的关系式，根据该关系式求出电源的电动势与内阻；由于电压表的分流作用使测量值偏小．

解答 解：（1）电压表量程是3V，通过待测电阻的最大电流
I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{2000Ω}$=0.0015A=1.5mA，
因此电流表应选电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）；
待测电阻R0阻值约为2kΩ，滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）
与电阻箱R2（0～999.9Ω）最大阻值均小于待测电阻阻值，
变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小，不能测多组实验数据，为测多组实验数据，减小实验误差，滑动变阻器应采用分压接法；$\frac{{R}_{0}}{{R}_{A}}$=$\frac{2000Ω}{50Ω}$=40，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{0}}$=$\frac{4000Ω}{2000Ω}$=2，$\frac{{R}_{0}}{{R}_{A}}$＞$\frac{{R}_{V}}{{R}_{0}}$，电流表应该采用内接法，实物电路图如图所示．
（2）由图乙所示电路可知，E=U+Ir=U+$\frac{U}{{R}_{2}}$r，则$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{E{R}_{2}}$+$\frac{1}{E}$，因此图象的纵轴截距b=$\frac{1}{E}$，电动势E=$\frac{1}{b}$，
图象的斜率k=$\frac{r}{E}$，则电源内阻r=kE=$\frac{k}{b}$；由图乙所示可知，由于电压表分流，使实验中电源的电动势及内阻的测量值均偏小．
故答案为：（1）A2；电路图如图所示；（2）$\frac{1}{b}$；$\frac{k}{b}$；电压表的分流．

点评 根据待测电阻与滑动变阻器阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键．

练习册系列答案
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16．如图为法拉第发现电磁感应现象的实验装置，软铁环两侧分别绕两个线圈，右侧线圈为闭合回路，在其中一段导线上方附近放置一小磁针，小磁针静止时N极指向北方（图中朝右），左侧线圈与电池、电键相连．则在闭合电键后，你将看到小磁针（　　）
A．仍然在原来位置静止不动B．抖动后又回到原来位置静止
C．抖动后停在N极指向东方位置D．抖动后停在N极指向西方位置
18．如图甲所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置．

（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是BC；
A．重锤选用体积较大且质量较小的     B．重锤选用体积较小且质量较大的
C．打点计时器应固定在竖直平面内     D．应先放开重锤，再通电让打点计时器工作
（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究．他舍去了这条纸带上前面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图乙所示的测量．已知当地的重力加速度为g，使用的交变电源周期为T=0.02s，重锤为0.4Kg，重锤在第2点的动能EK=0.450J，第2点到第5点重物重力势能的减少量△Ep=0.412J．（结果均保留三位有效数字）
（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek，本实验中引起误差的主要原因是重锤下落过程中存在着阻力作用．
15．如图所示，质量为M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上，C到滑板左端的距离L=0.5m，这段滑板与木块A之间的动摩擦因数μ=0.2，可视为质点的小木块A质量m=1kg，原来静止于滑板的左端，当滑板B受水平向左的恒力F=14N作用时间t后撤去，这时木块A恰好到达C处，假设A、B间的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，（取g=10m/s2）试求：水平恒力F的作用时间t．
2．如图所示，将斜面体固定在水平面上，其两个斜面光滑，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带（斜面上加粗部分为纸带）．现将质量为mA的A物体和质量为mB的B物体轻放在纸带上．两物体可视为质点，物体初始位置及数据如图所示．若纸带与物体A、B间的动摩擦因数足够大，在纸带上同时放上A、B后，发现两物体恰好都能保持静止，则mA和mB应满足什么关系为3：4．
12．标有“100V 100W”的灯A与“100V 25W”的灯B，连成如图所示的甲、乙两种电路，A、B两灯都可以正常发光．则R1的阻值80Ω，R2的阻值$\frac{400}{3}$Ω．（结果保留整数）
19．在如图所示的空间区域里，y轴左方有一匀强电场，场强方向跟y轴正方向成60°，大小为E=4.0×105N/C；y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.20T．有一质子以速度v=2.0×106m/s，由x轴上的A点（10cm，0）沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场．已知质子质量近似为m=1.6×10-27kg，电荷q=1.6×10-19C，质子重力不计．求：（计算结果保留3位有效数字，可能用到的$\sqrt{3}$=1.73，$\sqrt{2}$=1.41，π取3.14）
（1）质子在磁场中做圆周运动的半径．
（2）质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间．
（3）质子第三次到达y轴的位置坐标．
16．如图所示，虚线圆圆心O点固定一正点电荷，一带电粒子从虚线圆内的P点发射，仅在电场力的作用下沿图中实线运动至圆上Q点，则该粒子（　　）
A．带正电B．在P点的速度可能沿PO方向
C．在P点动能大于Q点的动能D．在P点电势能大于Q点的电势能
17．如图所示，质量为M的斜面体静止在粗糙的水平地面上，一质量为m的滑块能沿斜面匀加速下滑．现施加一沿斜面向下的推力F作用于滑块，重力加速度为g，则在物块沿斜面下滑的过程中，关于斜面体对地面压力的说法正确的是（　　）
A．压力大于（M+m）g，与未加力F前相比，压力变大了
B．压力大于（M+m）g，与未加力F前相比，压力不变
C．压力小于（M+m）g，与未加力F前相比，压力变大了
D．压力小于（M+m）g，与未加力F前相比，压力不变

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