题目内容
16．某同学要测量一电阻线圈两接线柱之间金属丝长度，已知绕制电阻线圈的金属丝电阻率为ρ，可选用的器材如下：A．电源E，电动势约为1.5V，内阻忽略不计
B．待测电阻线圈L
C．滑动变阻器R：最大阻值约为10Ω
D．电压表V1：量程为3V，内阻约为3kΩ
E．电压表V2：量程为15V，内阻r为30kΩ
F．电流表A1：量程为30mA，内阻r约为30Ω；
G．电流表A2：量程为10μA，内阻约为10Ω
H．开关k一个及导线若干．
（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图1所示，其示数D=0.498mm；用多用电表粗测金属丝的电阻“×10”，档测出电阻线圈的金属丝电阻读数如图1所示，则线圈电阻为50Ω．
（2）为了尽可能准确地测量电阻线圈的阻值，要求电表的指针偏转要超过满刻度的$\frac{1}{3}$，电压表应选用D；电流表应选用F．（选填代号）
（3）如图2已经根据测量的需要，连接好了部分器材，请将其余的部分连接完整．
（4）实验中需要测出的物理量及其符号是：电阻线圈的电压U、电阻线圈的电流I；该金属丝的长度L=$\frac{Uπ{D}^{2}}{4Iρ}$（用题中给出的和测得的物理量符合表示）．
分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，欧姆表读数=倍率×表盘读数；
（2）根据电源电动势选择电压表，根据最大电流选择电流表；
（3）为了尽可能准确地测量电阻线圈的阻值，则使用分压法，根据被测电阻的大小选择内接或外接法，连接实物图；
（4）根据电阻的决定式和欧姆定律求解L．
解答 解：（1）螺旋测微器的读数为D=0mm+49.8×0.01mm=0.498mm，根据图1可知，线圈电阻R=10×5Ω=50Ω．
（2）由于电源电动势为1.5V，则电压表选择D，最大电流I=$\frac{E}{R}=\frac{1.5}{50}=0.03A=30mA$，则电流表选择F；
（3）为了尽可能准确地测量电阻线圈的阻值，则使用分压法，$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}=\sqrt{3000×30}=300Ω$，则Rx=50Ω＜300Ω，属于小电阻，电流表应采用外接法，实物图如图所示：
（4）根据$R=ρ\frac{L}{S}$=$\frac{U}{I}$，其中S=$\frac{1}{4}π{D}^{2}$，
得：L=$\frac{Uπ{D}^{2}}{4Iρ}$，则实验中还需要测量电阻线圈的电压U，电阻线圈的电流I．
故答案为：（1）0.498；50；（2）D；F；（3）如图所示；（4）电阻线圈的电压U；电阻线圈的电流I；$\frac{Uπ{D}^{2}}{4Iρ}$
点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路、螺旋测微器读数，要掌握常用器材的使用及读数方法，读数时视线要与刻度线垂直；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键．
练习册系列答案
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在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，若灯泡恰能正常发光，电动机正常工作，则
如图所示，平行板电容器水平放置，两板间距离d=0.10m，上板带负电，下板带正电，电势差U=1.0×103V．一个质量为m=0.2g、带电荷量为q=+1.0×10-7C的小球（可视为质点）用长L=0.01m的绝缘细线悬挂于电容器内部的O点，将小球拉到细线呈水平伸直状态的位置A，然后无初速度释放（g取10m/s2）．求：
11．
如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子以一定速度进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子以一定速度进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）| A． | 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 | |
| B． | 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于$\frac{E}{B}$ | |
| C． | 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比$\frac{q}{m}$越小 | |
| D． | 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比$\frac{q}{m}$越大 |
如图所示，粗糙的水平轨道AB与竖直放置的半圆形光滑轨道在B点相切连接，AB段长x=4$\sqrt{2}$m，半圆形轨道半径R=2m，质量m=1kg的小滑块（可视为质点）在F=100N的水平恒力作用下，从A点由静止开始运动，在小滑块到达B点之前撇去力F，小滑块沿轨道运动到最高点C后水平飞出，又恰好落回A点．已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{2}}{2}$，重力加速度g取10m/s2．求：
8．
如图为回旋加速器的结构示意图，两个半径为R的D形金属盒相距很近，连接电压峰值为UM、频率为f=$\frac{Bq}{4πm}$的高频交流电源，垂直D形盒的匀强磁场的磁感应强度为B．现用此加速器来加速电荷量分别为+0.5q、+q、+2q，相对应质量分别为m、2m、3m的三种静止离子，最后经多次回旋加速后能从D形盒中飞出的粒子的最大动能为（ ）
如图为回旋加速器的结构示意图，两个半径为R的D形金属盒相距很近，连接电压峰值为UM、频率为f=$\frac{Bq}{4πm}$的高频交流电源，垂直D形盒的匀强磁场的磁感应强度为B．现用此加速器来加速电荷量分别为+0.5q、+q、+2q，相对应质量分别为m、2m、3m的三种静止离子，最后经多次回旋加速后能从D形盒中飞出的粒子的最大动能为（ ）| A． | $\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{8m}$ | B． | $\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{4m}$ | C． | $\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{2m}$ | D． | I=$\frac{E}{R+r}$ |
轻绳悬挂着的小球重6N，在均匀的水平风力作用下偏离了竖直方向θ=37°角而处于静止状态．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75）
6．
伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法不正确的是（ ）
伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法不正确的是（ ）| A． | 甲是真实的实验现象，丁是经合理外推的结论 | |
| B． | 利用斜面做实验，解决了时间难以测量的困难 | |
| C． | 甲的实验，可“冲淡”重力的作用，使现象更明显 | |
| D． | 丁的实验，可“放大”重力的作用，使现象更明显 |