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【題目】利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。
(1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的______(選項“甲”或“乙”)。
(2)現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:
A. 電流表A1:量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω
B. 電壓表V1: 量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ
C. 電壓表V2: 量程0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ
D. 滑動變阻器0~50 Ω
E. 滑動變阻器0~500 Ω
實驗中電壓表應(yīng)選用_______;滑動變阻器應(yīng)選用________;(選填相應(yīng)器材前的字母)
(3) 某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線 ____________。
序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
電壓U(V) | 1.45 | 1.40 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.10 |
電流( A ) | 0.060 | 0.120 | 0.240 | 0.260 | 0.360 | 0.480 |
(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=_______V,內(nèi)電阻r=______Ω
(5)甲電路中,產(chǎn)生誤差的主要原因是__________________________________________;
流經(jīng)電壓表所在支路的最大電流數(shù)量級約為_____________________________;
(6)若采用甲電路圖,實驗過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的真實值與通過電源電流真實值關(guān)系的圖像,實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像,則圖中能正確表示二者關(guān)系的是______(選填選項下面的字母)。
(7)上述(6)中的實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像,其中U、I分別表示電壓表和電流表的示數(shù)。若字母RV、RA分別表示電壓表和電流表的內(nèi)阻, E/span>、r分別表示電池的電動勢和內(nèi)阻的真實值。那么,上述圖像中的實線圖像與U軸的截距為_________________,斜率為 _______________。
【答案】甲; B; D; 1.5; 0.83; 電壓表的分流; ; A; ; ;
【解析】
(1)當(dāng)待測電源內(nèi)阻很小時,為減小實驗誤差,相對于電源應(yīng)采用電流表外接法(相對于電壓表采用內(nèi)接法).(2)根據(jù)電源電動勢選擇電壓表,為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器.(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出圖象.(4)電源U-I圖象與縱軸交點坐標(biāo)值是電源電動勢,圖象斜率的絕對值是電源內(nèi)阻,根據(jù)圖示圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻.(5)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)分析誤差原因;(6)明確實驗誤差原因,根據(jù)測量值和真實值之間的關(guān)系確定正確的圖象。(7)將電壓表內(nèi)阻RV等效為電源的內(nèi)阻,可求解等效電源的電動勢和內(nèi)阻.
(1)干電池內(nèi)阻較小,為減小實驗誤差,應(yīng)選題甲所示電路圖;
(2)一節(jié)干電池電動勢約為1.5V,則電壓表應(yīng)選B,為方便實驗操作,滑動變阻器應(yīng)選D;(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出電源的U-I圖象如圖所示:
(4)由圖示電源U-I圖象可知,圖象與縱軸交點坐標(biāo)值是1.5,則電源電動勢E=1.5V,電源內(nèi)阻:;
(5)根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律可知,采用甲電路時由于電壓表A的分流作用,導(dǎo)致電流表的測量值小于流經(jīng)電源的電流;流經(jīng)電壓表所在支路的最大電流約為, 數(shù)量級10-4;
(6)本實驗采用相對電源的電流表外接法,由于電壓表不是理想電表,故存在分流現(xiàn)象,導(dǎo)致電流表示數(shù)偏小;而當(dāng)外電路短路時,電壓表的分流可以忽略,故真實圖象和測量圖象在橫軸上的交點相同,故A正確,BCD錯誤;故選A。
(7)將電壓表內(nèi)阻RV等效為電源的內(nèi)阻,則由等效電路可知當(dāng)外電路斷開時,等效內(nèi)阻相當(dāng)與RV和r的并聯(lián),則;即圖像中的實線圖像與U軸的截距為,斜率為。
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【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置(如圖),其主體部分是兩個D形金屬盒,兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中,a、b分別與高頻交流電源兩極相連,下列說法中正確的是( )
A. 帶電粒子從磁場中獲得能量
B. 帶電粒子在磁場中運動的周期不斷變化
C. 增大金屬盒半徑可使粒子射出時的動能增加
D. 增大金屬盒之間的電壓可使粒子射出時的動能增加
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【題目】(多選)人類向宇宙空間發(fā)展最具可能的是在太陽系內(nèi)地球附近建立“太空城”.設(shè)想中的一個圓柱形太空城,其外殼為金屬材料,長1 600 m、直徑200 m,內(nèi)壁沿縱向分隔成6個部分,窗口和人造陸地交錯分布,陸地上覆蓋1.5 m厚的土壤,窗口外有巨大的鋁制反射鏡,可調(diào)節(jié)陽光的射入,城內(nèi)部充滿空氣,太空城內(nèi)的空氣、水和土壤最初可從地球和月球運送,以后則在太空城內(nèi)形成與地球相同的生態(tài)環(huán)境.為了使太空城內(nèi)的居民能如地球上一樣具有“重力”,以適應(yīng)人類在地球上的行為習(xí)慣,太空城將在電力的驅(qū)動下,繞自己的中心軸以一定的角速度轉(zhuǎn)動.如圖為太空城垂直中心軸的截面,以下說法正確的有( )
A. 太空城內(nèi)物體所受的“重力”一定通過垂直中心軸截面的圓心
B. 人隨太空城自轉(zhuǎn)所需的向心力由人造陸地對人的支持力提供
C. 太空城內(nèi)的居民不能運用天平準(zhǔn)確測出質(zhì)量
D. 太空城繞自己的中心軸轉(zhuǎn)動的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大
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【題目】已知地球的第一宇宙速度為 7.9km/s,第二宇宙速度為 11.2km/s,下列敘述正確的是( )
A. 第一宇宙速度是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度
B. 第二宇宙速度是成為地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度
C. 所有地球衛(wèi)星環(huán)繞地球的運行速度介于 7.9km/s和 11.2km/s之間
D. 宇宙速度是相對于地面,而不是相對地心
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【題目】瑞典皇家科學(xué)院2018年10月2日宣布,將2018年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國科學(xué)家阿瑟阿什金、法國科學(xué)家熱拉爾穆魯以及加拿大科學(xué)家唐娜斯特里克蘭,以表彰他們在激光物理學(xué)領(lǐng)域的突破性貢獻(xiàn)。阿什金發(fā)明的光鑷工具能夠“夾”住微小如原子、病毒以及活細(xì)胞等物體。穆魯和斯特里克蘭發(fā)明了“啁啾(zhōu jiū)脈沖放大”技術(shù)!斑薄背鲎蕴圃姟暗酱筮苯庥物r,各自東西南北飛”,形容鳥的鳴叫!斑泵}沖放大”技術(shù)其原理為:將一段短脈沖在時域上展寬,然后放大,再進(jìn)行壓縮。此項技術(shù)已經(jīng)成為高強度激光的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。則下列關(guān)于激光的說法合理的是
A. 某激光器產(chǎn)生超短脈沖時長為2.0×10-13s,能量為1.0J,則此激光超短脈沖的功率為5.0×1013W
B. 短脈沖激光測速是對被測物體進(jìn)行兩次有特定時間間隔的激光測距,測得在該時間段內(nèi)被測物體的移動距離,從而得到被測物體的移動速度。激光測速選取的時間間隔越長,測得物體移動的瞬時速度越準(zhǔn)確
C. “啁啾”來源于鳥鳴,意即頻率變化,“啁啾脈沖”技術(shù)中的短脈沖激光瞬時頻率隨時間的變化而變化
D. 利用光學(xué)鑷子捕獲活體細(xì)菌時,紅外激光光鑷比綠色激光光鑷更容易殺死活體細(xì)菌
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【題目】如圖所示,在某次自由式滑雪比賽中,一運動員沿弧形雪坡加速滑下,在斜面雪坡的頂端沿水平方向飛出,之后落回到斜面雪坡上,若斜面雪坡相對水平面的傾角為θ 水平飛出時的速度大小為 v0,運動員的成績?yōu)?/span> L,不計空氣阻力,則( )
A. 運動員在空中飛行的時間與初速度大小v0無關(guān)
B. 運動員落到雪坡時的速度大小是
C. 如果v0不同,則該運動員落到雪坡時的速度方向也就不同
D. 該運動員的成績 L為
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【題目】如下圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場.在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有勻強磁場,兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相同.兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點射入勻強磁場.在M點射入的帶電粒子,其速度方向指向圓心;在N點射入的帶電粒子,速度方向與邊界垂直,且N點為正方形邊長的中點,則下列說法正確的是( )
A. 帶電粒子在磁場中飛行的時間可能相同
B. 從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
C. 從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
D. 從N點射入的帶電粒子不可能比M點射入的帶電粒子先飛出磁場
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【題目】如圖甲所示,有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域,其直角邊長為L,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正,則下圖中表示線框中電流i 隨bc邊的位置坐標(biāo) x 變化的圖象正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示,在一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一彎成45°角的金屬導(dǎo)軌,且導(dǎo)軌平面垂直磁場方向.導(dǎo)電棒MN以速度v從導(dǎo)軌的O點處開始無摩擦地勻速滑動,速度v的方向與Ox方向平行,導(dǎo)電棒與導(dǎo)軌單位長度的電阻為r.
(1)寫出t時刻感應(yīng)電動勢的表達(dá)式.
(2)感應(yīng)電流的大小如何?
(3)寫出在t時刻作用在導(dǎo)電棒MN上的外力瞬時功率的表達(dá)式.
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