Question

（Ⅰ）要測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：

①待測(cè)線圈L，阻值約為2Ω，額定電流為2A

②電流表A₁量程為0.6A，內(nèi)阻為0.2Ω

③電流表A₂量程為3A，內(nèi)阻為0.2Ω

④變阻器R₁阻值為1-10Ω，變阻器R₂阻值為0-1KΩ。

⑤電池 E，電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻很小

⑥定值電阻 R₁=10Ω，R₂=100Ω 

⑦開關(guān)S₁，S₂

要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變變阻器，可使在盡可能大的范圍內(nèi)測(cè)得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，利用I₁－I₂的圖象，求出電感線圈的電阻。

（1）實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)選用______，變阻器應(yīng)選用_________。

（2）請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫上電路圖。

（3）I₂—I₁對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為_____________。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開開關(guān)_________________。

（5）由I₂—I₁圖象得出的平均值為6.0，則電感線圈的直流電阻為_____________。

（Ⅱ）卡文迪許設(shè)計(jì)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定了萬(wàn)有引力恒量，實(shí)驗(yàn)中通過萬(wàn)有引力使石英絲扭轉(zhuǎn)的辦法巧妙地測(cè)量了極小的萬(wàn)有引力。現(xiàn)有學(xué)生研究用某種材料做成的圓柱體在外力矩作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)的規(guī)律，具體做法是：做成長(zhǎng)為L(zhǎng)、半徑為R的圓柱體，使其下端面固定，在上端面施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩M，使上端面半徑轉(zhuǎn)過一扭轉(zhuǎn)角θ，現(xiàn)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	M/×10-2N·m	L/×10-2m	R/×10-4m	θ/度
1	1	5	5	5.1
2	2	5	5	10.0
3	2	10	5	19.9
4	2	10	10	5.0
5	3	10	5	30.2
6	3	15	5	44.9
7	4	20	15	8.9

（1）利用上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以采取____________法，分別研究扭轉(zhuǎn)角θ與M、θ與L、θ與R的關(guān)系，進(jìn)而得出θ與M、L、R的關(guān)系是________________。

（2）用上述材料做成一個(gè)長(zhǎng)為0.4m，半徑為0.002m的圓柱體，在下端面固定，上端面受到M=4×10^-2N·m的扭轉(zhuǎn)力矩作用下，上端面將轉(zhuǎn)過的角度是________。

（3）若定義扭轉(zhuǎn)系數(shù),則K與R、L的關(guān)系是______________。

（4）根據(jù)上述結(jié)果，為提高實(shí)驗(yàn)的靈敏度，卡文迪許在選取石英絲時(shí)，應(yīng)選用長(zhǎng)度_______（選填“長(zhǎng)”或“短”）一點(diǎn)、截面_______一點(diǎn)（選填“粗”或“細(xì)”）的石英絲。

 

Answer 1

【答案】

I．（1）    R₁      、    R₃      

（2） I₂—（R_L+R₃+r）I₁/R_L        

（3）         如右圖   

（4）   S₂       （5）    2.04      

II．（1）   控制變量法    、 （或θ∝ML/R²）

（2）      10度          

（3）  （或K∝R²/L），       

（4）      長(zhǎng)      、         細(xì)       

【解析】略