【题目】为测量某一电源的电动势和内阻,小明设计的实验电路如图甲,所用到的器材有:待测电源 E,定值电阻 R0 (阻值等于 9 Ω),定值电阻 R1 (阻值等于 9 kΩ),电阻箱 R2(阻值 范围 0~9999 Ω),电压表 V(量程 0~3 V,内阻等于 3 kΩ),开关 S,导线若干。
(1)小明连接好电路,闭合开关 S 后发现,无论怎样调节电阻箱,电压表的指针都不偏转。他怀疑电压表发生故障,因此拿来一个表盘中央电阻刻度为“30”的多用电表,用电 阻挡进行检测,操作如下:
①保持开关 S 闭合;
②对多用电表进行机械调零后,将选择开关置于×100 Ω 挡,再进行欧姆调零;
③将多用电表的红表笔接电压表的正接线柱,另一只表笔接电压表的负接线柱,观察多 用电表指针的偏转情况。
以上操作存在两处错误,请指出并改正。____________________________________
(2)排除故障后,闭合开关 S,将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大,记录若干组电阻箱的阻值 R2 和对应的电压表读数 U。某次测量中,电压表的示数如图乙,该示数为_______V, 此时电路中的路端电压为______V。
(3)小明将得到的数据在 U﹣R2 坐标系中描点连线,得到如图丙的曲线,其中虚线 U= 2.80 V 为曲线的渐近线,可得待测电源的电动势 E = ________V,内阻 r =________Ω。
(4)若以为纵坐标,以_____为横坐标,则可使根据本实验数据作出的图线变为一条直线。
【答案】(1)步骤①应该断开开关S;步骤③中多用电表的红表笔应该接电压表的负接线柱,另一只表笔接电压表的正接线柱; (2)1.70; 6.80 (3)11.20; 9 (4)
【解析】
(1)根据欧姆表的使用规则进行分析;(2)根据电路的结构以及定值电阻R1与电压表的内阻关系确定路端电压;(3)根据闭合电路的欧姆定律,建立U和R2的函数关系,对照图像的数据求解电动势和内阻;(4)根据U和R2的函数关系确定要使图线变为一条直线要建立的函数关系。
(1)步骤①应该断开开关S;步骤③中多用电表的红表笔应该接电压表的负接线柱,另一只表笔接电压表的正接线柱;
(2)电压表的示数为1.70V;因电压表的内阻为3kΩ,定值电阻R1=9kΩ,可知定值电阻上的电压等于:1.70V×3=5.10V,此时电路中的路端电压为1.70V+5.10V=6.80V。
(3)由闭合电路欧姆定律可得:,即:
;由图像可知,当R2=0时U=1.40V,则
;当R2趋近无穷大时,U=2.80V,则E=4×2.80V=11.20V;解得r=9Ω;
(4)由可知
,若以
为纵坐标,以
为横坐标,则可使根据本实验数据作出的图线变为一条直线。
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【题目】如图所示,斜面竖直固定放置,斜边
与一光滑的圆弧轨道
相切,切点为
,
长为
,圆弧轨道圆心为
,半径为
,
,
,
水平。现有一质量为
、可视为质点的滑块从
点由静止下滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为
,重力加速度为
,则关于滑块的运动,下列说法正确的是( )
A. 滑块经过点时对轨道的最小压力为
B. 滑块下滑后将会从点飞出
C. 滑块第二次经过点时对轨道的压力大小为
D. 滑块在斜面上经过的总路程为
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【题目】某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中物体机械能是否守恒。在斜槽轨道的末端安装一个光电门B,调节激光束与球心等高,斜槽末端水平。地面上依次铺有白纸、复写纸,让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放,通过光电门后落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印。重复实验多次,测得小球通过光电门的平均时间为3.30 ms(当地重力加速度g=9.8 m/s2)。
(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示,则小球直径为d=____mm,由此可知小球通过光电门的速度vB.
(2)实验测得轨道离地面的高度h=0.784 m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.600 m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=__m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)在误差允许范围内,实验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0相等,就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。
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【题目】如图所示,两匀强磁场的方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度分别为B1、B2,今有一质量为m、电量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B1中,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是( )
A. 电子的运行轨迹为PDMCNEP
B. 电子从P点出发第一次回到P点所用的时间为
C.
D.
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【题目】LED灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光 二极管的正向伏安特性曲线,所用器材有:电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表 (用多用电表的直流25mA挡替代,内阻约为5Ω),滑动变阻器(0-20Ω),电池组(内 阻不计),电键和导线若干。他设计的电路如图(a)所示。回答下列问题:
(1)根据图(a),在实物图(b)上完成连线_______;
(2)调节变阻器的滑片至最____端(填“左”或“右”),将多用电表选择开关拔至直流25mA挡,闭合电键;
(3)某次测量中,多用电表示数如图(c),则通过二极管的电流为_____ mA;
(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示。由曲线可知,随着两端电压增加,二极管的正向电阻____(填“增大”、“减小”或“不变”);当两端电压为2.9V时,正向电阻为_____kΩ(结果取两位有效数字);
(5)若实验过程中发现,将变阻器滑片从一端移到另一端,二极管亮度几乎不变,电压表示数在2.7V-2.9V之间变化,试简要描述一种可能的电路故障:____。
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【题目】在磁感应强度的匀强磁场中有一个长方形金属线圈abcd,匝数
,ad边长
,ab边长
。线圈的ad边与磁场的左侧边界重合,如图所示,线圈的电阻
.用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场,速度大小为
。试求在线圈匀速平移出磁场的过程中:
(1)线圈产生的电动势大小;
(2)b、c两点间的电势差;
(3)外力对线圈所做的功;
(4)通过线圈导线某截面的电量。
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【题目】在如图四种电场中,分别有a、b两点,其中a、b两点的场强相同、电势不相等的是( )
A. 甲图:与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图:点电荷与带电平板形成的电场中离平板很近的a、b两点
D. 丁图:匀强电场中的a、b两点
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【题目】2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并之前,它们绕二者连线上的某点做圆周运动,且二者越转越近,最终碰撞在一起,形成新的天体。若将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,则此过程中两中子星的
A. 线速度逐渐变小
B. 角速度保持不变
C. 周期逐渐变大
D. 向心加速度逐渐变大
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【题目】如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽度L=0.25m的平行光滑金属导轨,在导轨上端接入电源和滑线变阻器,电源电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω.一质量m=0.02kg的金属杆ab与两导轨垂直并接触良好,当滑线变阻器接入电路的阻值为R时,ab中电流大小I=0.5A,此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中,导轨与金属棒的电阻不计,取g=10m/s2.求:
(1)R的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若只改变磁场,使金属杆ab仍静止在轨道上面,且对轨道的压力恰好为零。求此时磁感应强度的大小和方向。
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