内容正文:
“2实验+1计算”中档大题满分练(一)
1.(5分)某同学用如下方法测量重力加速度g。
(1)用游标卡尺测量“工”字形挡光片的宽度L1和两挡光片之间的距离L2;
(2)自由释放“工”字形挡光片,用光电计时器测出光线被挡光片挡住的时间t1、t2;
(3)若L1≪L2,则当地的重力加速度g=________;由于挡光片有一定的宽度,导致重力加速度g的测量值与真实值相比____________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
解析:“工”字形挡光片经过光电门时的速度分别为v1=;v2=;根据v22-v12=2gL2,解得g===;由于挡光片有一定的宽度,则实际上“工”字形挡光片下落的高度大于L2,则导致重力加速度g的测量值与真实值相比偏大。
答案:(3) 偏大
2.(10分)图中电源E(电动势为3 V,内阻较小)、电压表V(量程3 V,内阻1 kΩ),A2(量程250 mA,内阻约2 Ω)。
(1)用如图所示的电路粗测Rx时,S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于________。
A.最左端 B.最右端 C.正中间
(2)图中,当A2的示数为150.0 mA时,V的示数为2.52 V,则Rx的真实值最接近________。
A.5 Ω B.15 Ω
C.25 Ω D.35 Ω
(3)若还有电流表A1(量程25 mA,内阻5 Ω)、定值电阻R0(阻值为100 Ω)可供选择,为更精确地测量Rx的阻值,请将设计的电路画在方框中。
解析:(1)S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端,这样闭合的瞬间,Rx上的电压为零,然后移动滑片,电压逐渐增大。
(2)根据Rx=-RA2,
代入数据Rx=14.8 Ω,所以选B。
(3)因为电流表A1的内阻已知为5 Ω,同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转,这样才能减小或避免测量Rx阻值的系统误差和偶然误差,为更精确地测量Rx的阻值,实验电路如图所示。
答案:(1)A (2)B (3)见解析图
3.(12分)如图所示,光滑平行的长金属导轨固定在水平面上,相距L=1 m,左端连接R=2 Ω的电阻,一质量m=0.5 kg、电阻r=1 Ω的导体棒MN垂直放置在两平行金属导轨上,彼此接触良好,导轨的电阻不计。在两导轨间有这样的磁场,磁场方向竖直向下,磁感应强度B大小随x变化关系是B=0.6sin(T),x0=0.5 m;两区域磁感应强度大小关于直线x=0.5 m对称。
(1)导体棒在水平向右的拉力F作用下,以速度v0=1 m/s 匀速穿过磁场区,求此过程中感应电流的最大值Im;
(2)在(1)的情况下,求棒穿过磁场过程中拉力做的功W以及电阻R上产生的热量QR。
解析:(1)导体棒匀速穿过磁场区,
由B=0.6sin,x=v0t,得B=0.6sin πt
由法拉第电磁感应定律得e=BLv0=0.6sin πt (V)
这是一正弦式交流电,Em=0.6 V
由闭合电路的欧姆定律得Im==0.2 A。
(2)电流的有效值I=,
棒在磁场中运动的时间t=,
拉力做功等于回路中产生的热量W=Q=I2(R+r)t,
电阻R上产生的热量QR=I2Rt,
代入数据解得W=0.06 J,QR=0.04 J。
答案:(1)0.2 A (2)0.06 J 0.04 J
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