1、实验题 一节电动势约为9V,内阻约为2的电池,允许通过的最大电流是500mA。为了精确测定该电池的电动势和内电阻,选用了总阻值为50的滑动变阻器以及电流表和电压表,连成了如图所示的电路
(1)为了防止误将滑动变阻器电阻调为零而损坏器材,需要在电路中接入一个定值电阻R0,最适合的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
(2)电路连好后,由于电路中有一处发生了故障,闭合开关K时发现电压表有示数而电流表没有示数,断开导线“1”的B端,将其分别接到C、D、E、F各点时,发现电压表的示数都接近9V,而接到G、H、J各点时,发现电压表的示数都为零,可能出现的故障是
[? ]
A.定值电阻R断路
B.滑动变阻器滑片P接触不良
C.滑动变阻器EF间电阻丝断路
D.电流表断路
(3)在其他器材不变的情况下,再取一节上述规格的电池,与原来的电池串联组成电池组,测量这个电池组的电动势和内电阻,且操作无误。
①在虚线框内画出实验电路原理图。
②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。则可以求出E=____________,r=___________(用I1,I2,U1,U2及R表示)
参考答案:(1)C
(2)B
(3)①
②(I1U2-I2U1)/(I1-I2); (U2-U1)/(I1-I2)-R0
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 图甲所示,平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间,金属板长l=20cm,两板间距d=10cm,两板间的电压UMP=100V.在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A,从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子,射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场(图中未画出)后,恰好从金属板PQ左端的下边缘水平进入两金属板间,带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出.已知带电粒子的比荷
=2.0×106C/kg,粒子重力不计,计算结果保留两位有效数字.
求:(1)带电粒子射人电场时的速度大小;
(2)圆形匀强磁场区域的最小半径;
(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压,在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间.
参考答案:(1)设带电粒子从PQ左边缘进入电场的速度为v,由MN板右边缘飞出的时间为t,带电粒子在电场中运动的加速度为a,则
d=12at2
a=qUdm
t=lv
则v=
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示是示波管的原理示意图,电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后,通过加速极板A上的小孔O1射出,沿中心线O1O2垂直射入MN间的偏转电场,偏转电场的电压为U2,经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场,然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P2点.已知偏转电场极板MN间的距离为d,极板长度为L,极板的右端与荧光屏之间的距离为L′,电子的质量为m,电量为e,不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计.
(1)求电子通过P1点时偏离其通过O1点时运动方向的距离大小.
(2)若P2点与O1O2延长线间的距离称为偏转距离y,单位偏转电压引起的偏转距离(即y/U2)称为示波器的灵敏度.求该示波器的灵敏度.
参考答案:(1)电子由灯丝到O1的过程中,电场力对电子做功.设电子通过O1点的速度大小为v1,
根据动能定理有?eU1=12mv12
解得v1=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 李卫和张明一起做改装电压表的实验,他们要将一内阻Rg=100Ω、满偏电流Ig=1mA的电流表G改装成一个量程为0~3V的电压表V′,他们在电流表上串联一个定值电阻R0后按图甲所示和一标准电压表V并联进行校准,当标准电压表V的读数为1.4V时,V′的读数为1.5V
(1)所串联的电阻R0的阻值为多大?
(2)为了达到校准电压表的目的,李卫按照图乙并联一个电阻R1,请算出所接电阻R1的阻值.
(3)张明按照图丙串联一个电阻R2,也能校准电压表,你认为张明和李卫所采用的方法哪?种较好,为什么?
参考答案:(1)V′的读数为1.5V,表面此时电流表G的电流为I=0.5mA;
V′两端电压U1=1.4V
I(R1+R2)=U1
解得R2=2700Ω
(2)当电压为3V时,电流计电流为1mA,此时电阻R0两端的电压为:
U2-IgRg=(IgRgR1+Ig)R0
解得:R1=1350Ω;
(3)张明采用的方法好
改装电压表,表的内电阻越大越好,从而减小电压表接入电路时对电路的影响;
答:(1)所串联的电阻R0的阻值为多2700Ω;
(2)所接电阻R1的阻值为1350Ω;
(3)张明采用的方法好;改装电压表,表的内电阻越大越好,从而减小电压表接入电路时对电路的影响;
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 在“测定金属的电阻率”的实验中,被测金属丝的电阻大约为6 Ω。现先用刻度尺测出金属丝的长度l;接着用螺旋测微器测量金属丝直径d,其刻度位置如图(a)所示;再用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,计算出它的电阻;最后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图(a)中读出金属丝的直径d为____mm;
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源E:电动势约4.5 V.内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6 A,内阻为0.125Ω;
电流表A2:量程0-3.0 A,内阻为0.025 Ω;
电压表V1:量程0-3 V,内阻约为3 kΩ;
电压表V2:量程0-l5 V,内阻约为15 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为0.2 A;
滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω,允许通过的最大电流为1.0 A;
开关、导线等。
要求有较高的测量精度,并能测得多组数据。在可供选择的器材中,应该选用的电流表是____,应选用的电压表是____,应该选用的滑动变阻器是___;
(3)根据所选的器材,在图(b)的虚线框中画出实验电路图;
(4)写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式(用字母表示):ρ=____。
参考答案:(1)0.500
(2)A1,V1,R2
(3)
(4)
本题解析:
本题难度:困难