(2013?南開區(qū)二模)(1)如圖1為“電流天平”,可用于測定磁感應(yīng)強度.在天平的右端掛有一矩形線圈,設(shè)其匝數(shù)n=5匝,底邊cd長L=20cm,放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中,且線圈平面與磁場垂直.當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時:調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡.若保持電流大小不變;使電流方向反向,則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2g的砝碼,才能使天平再次平衡.則cd邊所受的安培力大小為
4.1×10-2
4.1×10-2
N,磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為
0.41
0.41
T.(g=10m/s2

(2)某同學(xué)設(shè)計了如圖2所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪,細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出間距d.開始時將木板置于MN處,現(xiàn)緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運動為止,記下彈簧秤的示數(shù)F0,以此
表示滑動摩擦力的大。賹⒛景宸呕卦幉醋,繼續(xù)向瓶中加水后,記下彈簧秤的示數(shù)F1,然后釋放木板,并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.
①木板的加速度可以用d、t表示為a=
2d
t2
2d
t2

②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗,確定加速度a與彈簧秤示數(shù)的關(guān)系.圖3中能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是
C
C
;
③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優(yōu)點是
BC
BC

A.可以改變滑動摩擦力的大小        B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)
C.可以比較精確地測出摩擦力的大小  D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度
(3)在練習(xí)使用多用表的實驗中,某同學(xué)連接的電路如圖4所示.
①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使尖端對準(zhǔn)直流電流擋,閉合電鍵S,此時測得的是通過
R1
R1
的電流;
②若斷開電路中的電鍵S,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋,此時測得的是
R1+R2
R1+R2
的電阻;
③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋,閉合電鍵S,并將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時測得的是
R2
R2
兩端的電壓;
④在使用多用表的歐姆擋測量電阻時,若
D
D

A.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏大
B.測量時發(fā)現(xiàn)指針向左偏離中央刻度過大,則必須減小倍率,重新調(diào)零后再進行測量
C.選擇“×l0”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30 正中間,則測量值等于250Ω
D.歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長,雖然完成調(diào)零,但測量值將略偏大.
分析:(1)開始時電流沿acdb,根據(jù)左手定則,cd邊安培力的方向豎直向上,保持電流大小不變,使電流方向反向,則安培力變?yōu)樨Q直向下,相當(dāng)于右邊多了兩個安培力的重量.即mg=2FA
(2)長木板做勻加速直線運動,根據(jù)位移時間關(guān)系公式列式求解加速度;知道減小誤差的常用方法是多次測量取平均值;知道當(dāng)水的質(zhì)量遠遠小于木板的質(zhì)量時,水的重力近似等于繩子的拉力.
(3)圖中多用電表與滑動變阻器串聯(lián)后與電阻R2并聯(lián),通過電鍵與電池相連,根據(jù)電路的串并聯(lián)知識分析即可;歐姆表刻度是左密右疏,中間刻度較均勻;每次換擋需要重新較零.
解答:解:(1)開始時cd邊所受的安培力方向豎直向上,電流反向后,安培力的方向變?yōu)樨Q直向下.相當(dāng)于右邊了兩個安培力的重量.即mg=2FA
FA=
mg
2
=4.1×10-2N.
FA=NBIL,所以B=
FA
NIL
=
4.1×-2
5×0.1×0.2
=0.41T
(2)①根據(jù)勻變速直線運動公式得:
a=
2d
t2

②當(dāng)F1>F0時,木板才產(chǎn)生加速度.隨著繼續(xù)向瓶中加水后,礦泉水瓶的質(zhì)量不斷增加,
礦泉水瓶的質(zhì)量不能遠小于木板的質(zhì)量,那么水的重力與繩子的拉力差值越來越大.故選C.
③A、不可以改變滑動摩擦力的大小,故A錯誤.
B、緩慢向瓶中加水,可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù),故B正確.
C、緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運動,可以比較精確地測出摩擦力的大小,故C正確.
D、并沒有獲得很大的加速度,可以獲取多組實驗數(shù)據(jù)以提高實驗精度.故D錯誤.
故選BC.
(3)①多用電表與滑動變阻器串聯(lián),電流相等,所以此時測得的是通過R1的電流;
②斷開電路中的電鍵,R1與R2串聯(lián),多用電表接在其兩端,測量的是R1+R2的電阻;
③滑動變阻器的滑片移至最左端,滑動變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線;則多用電表與電阻R2相并聯(lián),測量R2的電壓;
④A、雙手捏住兩表筆金屬桿,人體與電阻并聯(lián),總電阻減小,故A錯誤;
B、測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大,則必需增大或者減小倍率,重新調(diào)零后再進行測量,故B錯誤;
C、歐姆表刻度是左密右疏,選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間,即測量值小于250Ω,大于200Ω,即測量值不可能小于25Ω.故C錯誤;
D、歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長,電動勢不變,內(nèi)電阻增加,完成歐姆調(diào)零即可測量,故D錯誤;
故選:D.
故答案為:(1)4.1×10-2,0.41;(2)①
2d
t2
;②C;③BC;(3):①R1,②R1+R2,③R2,④D
點評:書本上的實驗,我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚.實驗的圖象描繪,物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意.明確多用電表的使用,關(guān)鍵要理清電路結(jié)構(gòu);歐姆表使用時每次換擋都要歐姆調(diào)零.
練習(xí)冊系列答案
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(1)0~t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大小;
(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;
(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量.

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2
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