Question

（2013?南開(kāi)區(qū)二模）（1）如圖1為“電流天平”，可用于測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長(zhǎng)L=20cm，放在垂直于紙面向里的待測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且線圈平面與磁場(chǎng)垂直．當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時(shí)：調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變；使電流方向反向，則要在天平右盤(pán)加質(zhì)量m=8.2g的砝碼，才能使天平再次平衡．則cd邊所受的安培力大小為

4.1×10^-2

N，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為

0.41

T．（g=10m/s²）

（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫(huà)出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距d．開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F₀，以此
表示滑動(dòng)摩擦力的大小．再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F₁，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t．
①木板的加速度可以用d、t表示為a=

2d

t2

；
②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)的關(guān)系．圖3中能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是

C

；
③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是

BC

．
A．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小        B．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小  D．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度
（3）在練習(xí)使用多用表的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接的電路如圖4所示．
①若旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電流擋，閉合電鍵S，此時(shí)測(cè)得的是通過(guò)

R₁

的電流；
②若斷開(kāi)電路中的電鍵S，旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋，此時(shí)測(cè)得的是

R₁+R₂

的電阻；
③若旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵S，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，此時(shí)測(cè)得的是

R₂

兩端的電壓；
④在使用多用表的歐姆擋測(cè)量電阻時(shí)，若

D

A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將偏大
B．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針向左偏離中央刻度過(guò)大，則必須減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量
C．選擇“×l0”倍率測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30 正中間，則測(cè)量值等于250Ω
D．歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長(zhǎng)，雖然完成調(diào)零，但測(cè)量值將略偏大．

Answer 1

分析：（1）開(kāi)始時(shí)電流沿acdb，根據(jù)左手定則，cd邊安培力的方向豎直向上，保持電流大小不變，使電流方向反向，則安培力變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩個(gè)安培力的重量．即mg=2F_A．
（2）長(zhǎng)木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式列式求解加速度；知道減小誤差的常用方法是多次測(cè)量取平均值；知道當(dāng)水的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木板的質(zhì)量時(shí)，水的重力近似等于繩子的拉力．
（3）圖中多用電表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與電阻R₂并聯(lián)，通過(guò)電鍵與電池相連，根據(jù)電路的串并聯(lián)知識(shí)分析即可；歐姆表刻度是左密右疏，中間刻度較均勻；每次換擋需要重新較零．

解答：解：（1）開(kāi)始時(shí)cd邊所受的安培力方向豎直向上，電流反向后，安培力的方向變?yōu)樨Q直向下．相當(dāng)于右邊了兩個(gè)安培力的重量．即mg=2F_A．
則FA=

mg

2

=4.1×10^-2N．
F_A=NBIL，所以B=

FA

NIL

=

4.1×-2

5×0.1×0.2

=0.41T
（2）①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得：
a=

2d

t2

②當(dāng)F₁＞F₀時(shí)，木板才產(chǎn)生加速度．隨著繼續(xù)向瓶中加水后，礦泉水瓶的質(zhì)量不斷增加，
礦泉水瓶的質(zhì)量不能遠(yuǎn)小于木板的質(zhì)量，那么水的重力與繩子的拉力差值越來(lái)越大．故選C．
③A、不可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小，故A錯(cuò)誤．
B、緩慢向瓶中加水，可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故B正確．
C、緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小，故C正確．
D、并沒(méi)有獲得很大的加速度，可以獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以提高實(shí)驗(yàn)精度．故D錯(cuò)誤．
故選BC．
（3）①多用電表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流相等，所以此時(shí)測(cè)得的是通過(guò)R₁的電流；
②斷開(kāi)電路中的電鍵，R₁與R₂串聯(lián)，多用電表接在其兩端，測(cè)量的是R₁+R₂的電阻；
③滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線；則多用電表與電阻R₂相并聯(lián)，測(cè)量R₂的電壓；
④A、雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯(lián)，總電阻減小，故A錯(cuò)誤；
B、測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過(guò)大，則必需增大或者減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，故B錯(cuò)誤；
C、歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×10”倍率測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，即測(cè)量值小于250Ω，大于200Ω，即測(cè)量值不可能小于25Ω．故C錯(cuò)誤；
D、歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長(zhǎng)，電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)電阻增加，完成歐姆調(diào)零即可測(cè)量，故D錯(cuò)誤；
故選：D．
故答案為：（1）4.1×10^-2，0.41；（2）①

2d

t2

；②C；③BC；（3）：①R₁，②R₁+R₂，③R₂，④D

點(diǎn)評(píng)：書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．實(shí)驗(yàn)的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．明確多用電表的使用，關(guān)鍵要理清電路結(jié)構(gòu)；歐姆表使用時(shí)每次換擋都要?dú)W姆調(diào)零．