(12分)在探究“决定导体电阻的因素”实验中,我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等测量工具。
(1)在一次实验中,如果提供了下列几个长度测量仪器:①毫米刻度尺;②10分度游标卡尺;③20分度游标卡尺;④螺旋测微器。一个同学用其中一种仪器正确测量某工件的长度为3.125 cm,则他所使用的仪器为 (填仪器序号)。如图是用螺旋测微器测量的电阻丝直径的示意图,则该电阻丝的直径= mm。
(2)某研究性学习小组的同学想测量某电阻丝的电阻率。
①同学们截取了约1m长的电阻丝,首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值,下列操作或说法中正确的是
A.测量前检查表针是否停在左端的“0”位置,如不在则要进行欧姆调零
B.若用欧姆表“×l”挡测量,指针恰好在刻度30~50的正中,则待测电阻为40Ω
C.若用欧姆表“×10”挡测量,指针偏转角度过大,应换成“×1”挡
D.每次改变不同倍率的欧姆档后都要重新进行欧姆调零
②若同学们粗测得该段电阻丝的阻值约为3Ω,然后用伏安法测定电阻丝的阻值,再利用公式 求得电阻丝的电阻率。可供选择的器材如下:
A.量程0.6A,内阻0.5Ω的电流表
B.量程3 A,内阻0.1Ω的电流表
C.量程3 V,内阻6 kΩ的电压表
D.量程15V,内阻30kΩ的电压表
E.阻值为0~1 kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω,额定电流为1 A的滑动变阻器
G.6 V蓄电池
H.电键一个、导线若干
实验中要求金属丝的发热功率不超过0.75 W,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(请填写备选器材前的字母)
(13分)在“测量电源的电动势和内阻”的实验中,待测电源是两节干电池,图甲给出了实验电路图,图乙已按电路图将器材部分连线。
(1)请将乙图中的器材连线补充完整(在答题卡的图中完成)。
(2)设电源电动势为,内阻为,则路端电压和闭合电路的电流的关系可以表达为 。
(3)实验测出了六组、值,并在-坐标上描绘出如图丙所示的图线,根据图线可以算出电源的电动势为 V,内阻为 Ω。
(6分)如图所示,光滑水平导轨向有方向竖直向下的匀强磁场,质量为1kg的导体棒放在导轨上,在电动机牵引下运动。当导体棒运动了一段时间后,获得稳定的速度为2m/s。牵引导体棒的过程中,电动机两端的理想电压表和理想电流表的读数分别为7V和1A,电动机内阻为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,则电动机的输出功率为 W;导体棒从开始运动至速度达到稳定的过程中产生的热量为10J,求此过程中电动机对外做功的时间为
s 。
(6分)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。半径为的两个中空D形盒,处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两D形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,接着又从处进入、板间,如此反复,最后从D形盒右侧的边缘飞出。对于这种改进后的回旋加速器,带电粒子每运动一周被加速 次。若被加速的带电粒子的电荷量为,质量为,则粒子的最大速度的表达式为 。
如图所示为一种微小位移传感器的原理图。1是待测的物体,软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中平移,为频率一定的正弦交流信号源,A为交流电流表。现将开关S闭合,下列说法正确的是
A.该传感器可以将待测物体位移的变化量转换成电路中电流的变化量
B.若待测物体向右平移,电流表的示数将减小
C.若待测物体向左平移,电流表的示数将减小
D.若将信号源换成电压一定的直流电源,该传感器仍可测量出待测物体的位移变化量
如图所示的电路中,电源电动势为,内阻忽略不计.闭合开关,电灯正常发光。再将滑动变阻器的滑片稍向左移动一段距离,下列说法正确的是
A.电流表、电压表的读数均变小
B.小灯泡L变暗
C.电源的总功率变大
D.电容器所带电荷量变大