【題目】有一根細而均勻的管狀導電原件(如圖所示),此原件長L約為3cm,電阻約為100 Ω ,已知這種材料的電阻率為,因該樣品的內圓直徑太小,無法直接測量,為了測量其內圓直徑可先測其電阻Rx,現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20分度的游標卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內阻r1為100 Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內阻r2約為40 Ω)
E.電流表A3(量程1A,內阻r3約為0.1 Ω)
F.滑動變阻器R1(20 Ω ,額定電流1A)
G.滑動變阻器R2(0~20kΩ ,額定電流0.1A)
H.直流電源E(12V,內阻不計)
I.導電材料樣品Rx(長約為3cm,電阻Rx約為100 Ω)
J.開關一只,導線若干
(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖所示,其示數(shù)L=________mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖所示,其示數(shù)D=________mm。
(2)為了盡可能精確地測量原件電阻Rx,請設計合適電路,選擇合適電學儀器,在方框中畫出實驗電路圖,所選器材注意角標區(qū)分________。
(3)除了需要測量樣品長度L、外徑D外,還需要測量__________________,用已知物理量的符號和測量的符號來表示樣品的內徑d=_________________。
【答案】 (1)30.25 3.204~3.206 (2)如圖;
(3)電流表A1示數(shù)I1、電流表A2示數(shù)I2
【解析】(1)游標卡尺讀數(shù)為:L=30mm+7×0.05mm=30.35mm
螺旋測微器測得該樣品的外徑為:d=3mm+20.6×0.01mm=3.206mm.
(2)通過電阻的最大電流大約I=A=120mA,3A電流表量程偏大,另外兩個電流表中,D電流表的滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,又C電流表內阻為定值,根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識,應將C電流表與待測材料并聯(lián)后再與D電流表串聯(lián),又因滑動變阻器阻值太小應用分壓式接法,可設計電路圖如圖所示.
(3)設A1電流表示數(shù)為I1,A2電流表示數(shù)為I2,由歐姆定律可得待測電阻阻值 .
又由電阻定律: .
聯(lián)立解得: .
故除了需要測量樣品長度L、外徑D外,還需要測量電流表A1示數(shù)I1、電流表A2示數(shù)I2.
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【題目】如圖所示,置于空氣中一透明正立方體截面ABCD,BC面和CD面均鍍銀,P、M、Q、N分別為AB邊、BC邊、CD邊、AD邊的中點。從光源S發(fā)出一條光線SP與PA面的夾角成30°,經(jīng)折射、反射后從N點射出,剛好回到S點。(計算中可能會用到,,)
①面出光路圖,并求出立方體的折射率n;
②已知光在空氣中的速度近似等于真空中的速度c,正方形ABCD的邊長為a,求該光線從S點發(fā)出后回到S點的時間。
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【題目】科學家通過天文望遠鏡觀察到太陽系外有一行星繞某一恒星運行,并測得該行星圍繞恒星運行一周所用時間為1200年,它與恒星的距離為地球到太陽距離的100倍,假設該行星繞恒星運行的軌道和地球繞太陽運行的軌道都是圓周,利用以上兩個數(shù)據(jù)可以求出的量有
A. 行星自轉周期和地球自轉周期之比
B. 恒星密度和太陽密度之比
C. 行星質量與地球質量之比
D. 行星運行速度與地球公轉速度之比
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【題目】如圖甲所示,一質量為M的長木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質量為m的小滑塊。木板受到水平拉力F作用時,用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關系如圖乙所示,重力加速度g=10m/s2,下列說法正確的是
A. 小滑塊的質量m=2 kg
B. 小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1
C. 當水平拉力F=7 N時,長木板的加速度大小為3 m/s2
D. 當水平拉力F增大時,小滑塊的加速度一定增大
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【題目】圖a為某同學設計的一個測量電流表G1內阻(r1)的電路圖(未畫完整),可供選擇的器材如下:
待測電流表G1:量程為0-5mA ,內阻約為300Ω
電流表G2:量程為0-10mA ,內阻約為40Ω
電壓表V2:量程為15V ,內阻約為15kΩ
滑動變阻器R1:阻值范圍為0~1000Ω
滑動變阻器R2:阻值范圍為0~20Ω
定值電阻R3 阻值為300Ω
干電池E:電動勢約為1.5V,內阻不計
開關S及導線若干
(1)本實驗不需要電表是____(填G2 或V2),請選擇需要的電表,完善測量電路的電路圖___________.
(1)滑動變阻器應選__________(填寫器材后面的代號);
(3)實驗中測得電流表G1的讀數(shù)I和所選電表讀數(shù)X,待測電流表G1內阻的表達式為r1=____________;
(4)若測定電流表G1的內阻為290Ω,用它改裝成如圖c所示的歐姆表,圖中的電源的電動勢為9.0V,將紅黑表筆短接進行歐姆調零后,則該歐姆表的內阻為______Ω;接著在兩表筆間接一電阻時,表頭G1指針剛好偏至滿刻度的2/3,則該電阻的阻值為______Ω。
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【題目】如圖所示,在方向豎直向上的磁感應強度為B=1T的勻強磁場中有兩條光滑固定的平行金屬導軌MN、PQ,導軌足夠長,間距為L=0.5m,其電阻不計,導軌平面與磁場垂直,ab、cd為兩根相同的、垂直于導軌水平放置的金屬棒,電阻均為R=2Ω,質量均為m=2kg,與金屬導軌平行的水平細線一端固定,另一端與cd棒的中點連接,細線能承受的最大拉力為T=0.5N,一開始細線處于伸直狀態(tài),兩棒均靜止,ab棒在平行導軌的水平拉力的作用下以加速度a=2m/s2向右做勻加速直線運動,兩根金屬棒運動時始終與導軌接觸良好且與導軌相垂直.
(1)求經(jīng)多長時間細線被拉斷?
(2)從ab棒開始運動到cd棒剛要運動過程中,流過cd棒的電量.
(3)若在細線被拉斷瞬間撤去水平拉力,求此后電路中產(chǎn)生的焦耳熱
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【題目】如圖所示,一個帶負電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙絕緣桿上,整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場B中,現(xiàn)給滑環(huán)施以一個水平向右的瞬時沖量,使其由靜止開始運動,則滑環(huán)在桿上的運動情況不可能是( )
A.始終做勻速運動 B.始終做減速運動,最后靜止于桿上
C.先做加速運動,最后做勻速運動 D.先做減速運動,最后做勻速運動
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【題目】一輛汽車沿平直的公路從甲站開往乙站,起步加速階段的加速度是2m/s2,加速行駛5s后勻速行駛2min,然后剎車,勻減速行駛了50m 后正好停在乙站。
求(1)汽車勻速行駛時的速度;
(2) 汽車做勻減速直線運動的加速度大小和時間;
(3)汽車從甲站到乙站的平均速度?
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【題目】經(jīng)長期觀測,人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”,“雙星系統(tǒng)” 由兩顆相距較近的恒星組成,每個恒星的線度遠小于兩個星體之間的距離,而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體。如圖所示,兩顆星球組成的雙星,在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上的0點做周期相同的勻速圓周運動,F(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L,質量之比為。則可知錯誤的是
A. 、做圓周運動的線速度之比為3:2
B. 做圓周運動的半徑為
C. 、做圓周運動的向心力大小相等
D. 、做圓周運動的周期的平方與和的質量之和成反比
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