【题目】现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5V,r约为1Ω)。
(1)第一组采用图所示电路。
①为了完成该实验,选择实验器材时,在电路的a、b两点间可接入的器件是_______。
A.一个定值电阻 B.阻值适当的不同阻值的定值电阻 C.滑动变阻器
②为了调节方便且测量精度更高,以下器材中,电流表可选____,电压表可选____。
A.电流表(0~0.6A) B.电流表(0~3A) C.电压表(0~3V) D. 电压表(0~15V)
③第一小组经过多次测量,记录了多组电流表示数I和电压表示数U,并在图中画出了U-I图像。由图像可以得出,若将该干电池与一个阻值为2.2Ω的定值电阻组成闭合电路,电路中的电流约为_______A(保留两位有效数字)。
(2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图所示的电路,完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R,通过研究图像的信息,他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近,但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次,结果依然如此。请说明哪个组内阻的测量结果较大?________并说明形成这个结果的原因_________。
②A.第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可以忽略电流表内阻这两种情况下,绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为纵坐标,将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为横坐标。第二类图像以电阻箱读数R为纵坐标,电流表读数的倒数为横坐标。请在图甲、乙两坐标系中分别用实线代表电流表内阻可忽略的情况,虚线代表电流表内阻不可忽略的情况,定性画出相关物理量之间关系。____________
②B.在第二组的实验中电阻箱(最大阻值为999.9Ω,可当标准电阻用)、电流表(量程Ig = 0.6A,内阻rg = 0.1Ω)。通过改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R,并画出了如图所示的图像。根据图像中的信息可得出这个电池的电动势E=_____V,内电阻r=_____Ω。
②C.某同学利用传感器、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实验装置如图所示。实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图所示的关系图线。由图线可知电池的电动势E=________V,内阻r=_______。
【答案】BC A C 0.48~0.52 第二组的测量结果较大 电流表内阻不能忽略引起的误差 1.5(1.46~1.54) 0.3(0.25~0.35) 2.0V 0.5Ω
【解析】
(1)①[1].根据E=U+Ir,要测电动势E和内阻r,必须要改变电路的电流,则在电路的a、b两点间可接入的器件是:B.阻值适当的不同阻值的定值电阻或者C.滑动变阻器;故选BC.
②[2][3].为了调节方便且测量精度更高,以下器材中,电流表可选量程为(0~0.6A)的A,电压表可选量程为(0~3V)的C即可。
③[4].由图中读出:E=1.48V,内阻为
则若将该干电池与一个阻值为2.2Ω的定值电阻组成闭合电路,电路中的电流约为
(2)①[5][6].在第一组测量值内阻的测量值比真实值偏小;而第二组的测量中由于安培表内阻的影响使得内阻的测量值偏大;即第二组中是电流表内阻不能忽略引起的误差;
②[7].根据
即
;
若考虑电流表内阻,则
则图像如图甲所示;
根据可得
若考虑电流表内阻,则
则图像如图乙所示;
③[8][9].由图像可知:
则
r=0.3Ω
④[10][11].由闭合电路的欧姆定律可知:
则
则由图像可知:
解得
E=2V
r=0.5Ω
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【题目】如图所示,挡板A与B中间有一个重为G的光滑球,开始时A竖直且固定,AB间成α角,则在α角缓慢增大至90°的过程中( )
A.小球对A板的压力不断增大
B.小球对A板的压力先减小后增大
C.小球对B板的压力先减小后增大
D.小球对B板的压力不断减小
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【题目】某电场的电场线如图所示,一带正电的点电荷仅在电场力的作用下从M点运动到N点。若其在电场中M、N两点运动的加速度大小分别为aM和aN,所具有的动能分别为EkM和EkN,则下列说法中正确的是( )
A.aM >aN,EkM >EkNB.aM >aN,EkM <EkN
C.aM <aN,EkM >EkND.aM <aN,EkM <EkN
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【题目】在探究影响电荷之间相互作用力大小因素的过程中,老师做了如图所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球,将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3不同的位置,调节丝线长度,使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上,发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同,且θ1>θ2>θ3。关于这个实验,下列说法中正确的是( )
A.小球挂在P1的位置稳定后再移到挂在P2的位置达到稳定过程中,其电势能可能增加
B.通过如图所示的实验情景可知,电荷之间的相互作用力的大小随电荷之间的距离的增大而减小
C.库仑就是利用这个实验装置进行定量研究得出了库仑定律
D.带正电的绝缘导体球所带的电荷量太小,将不利于这个实验探究
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【题目】用图所示的电路来测定未知电阻的阻值.图中电源电动势未知,电源内阻不计,电流表内阻也可忽略不计,R为电阻箱.
(1)若要测得的值,R至少需要取________个不同的数值.
(2)若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针偏转的角度与通过的电流成正比,则在用此电路测量时,R至少需要取________个不同的数值.
(3)若电源内阻不可忽略,能否用此电路测量?________.
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【题目】发电厂发出的电送到电网中,必须及时被用户消耗掉,否则多余的电也只能被白白浪费掉.由于人们的生活习惯是一到晚上10:00以后用电量就会大大减少,而大多数发电厂由于技术的原因很难随时改变发电量,所以晚上10:00以后多出来的电能只能被白白浪费掉。有没有办法把晚上电网中多余的电能储存起来,白天再送回到电网中去呢?有!华东天荒坪抽水蓄能电站就能解决这个问题.电站雄伟壮观,上下两个蓄水库的平均落差达600m,上水库可蓄水,电站装机容量,6台立轴可逆式抽水发电机组.它可以利用晚上的余电把下水库的水抽到上水库,把电能转化为水的重力势能储存起来,白天再把上水库的水放下来发电.电站以其独特的山区地貌、优越的地理位置、较高的知名度和良好的社会效益而闻名于国内外.
(1)若该电站的水泵和发电机的效率均为86.6%,则每天白天最多能发多少电?每天晚上最多要消耗多少电?
(2)该电站的水泵和发电机的效率都没有达到100%,这是为什么?请说明一个理由.
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【题目】如图所示为一种质谱仪的构造原理图,它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。让离子源发出的不同带电粒子,经一对相距为d、两极板间电压为U的平行正对金属板所形成的加速电场加速后,从紧靠金属板的平板S上的狭缝P沿垂直平板S射入以平板S为边界的有界匀强磁场中,并在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上,底片厚度可忽略不计,且与平板S重合。磁场的磁感应强度为B、方向与速度方向垂直。
根据粒子打在底片上的位置,便可以对它的比荷(电荷量与质量之比)的情况进行分析。在下面的讨论中,带电粒子进入加速电场的初速度、粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。
(1)若某带电粒子打在照片底片上的A点,测得A与P之间的距离为x,求该粒子的比荷q/m;
(2)若有两种质量不同的正一价离子,它们的质量分别为m1和m2,它们经加速电场和匀强磁场后,分别打在照相底片上的A1和A2两点。已知电子的电荷量为e,求A1、A2间的距离△x。
(3)若有两种质量不同的正一价离子,质量分别为m1和m2,它们经加速电场和匀强磁场后,分别打在照相底片上的A1和A2两点,测得P到A2的距离与A1到A2的距离相等,求这两种离子的质量之比m1/m2;
(4)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子(1H和2H),它们分别打在照相底片上相距为d1的两点;若用这个质谱仪分别观测碳的两种同位素离子(12C和14C),它们分别打在照相底片上相距为d2的两点。请通过计算说明,d1与d2的大小关系;
(5)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子,它们分别打在照相底片上相距为d的两点。为了便于观测,希望d的数值大一些为宜,试分析说明为使d增大一些可采取哪些措施;
(6)若氢的两种同位素离子的电荷量均为e,质量分别为m1和m2,且已知m1>m2,它们同时进入加速电场。试分析说明这两种粒子哪一种先到达照相底片,并求出它们到达照相底片上的时间差Δt。
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【题目】在探究影响电荷之间相互作用力大小因素的过程中,老师做了如图所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球,将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3不同的位置,调节丝线长度,使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上,发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同,且θ1>θ2>θ3。关于这个实验,下列说法中正确的是
A.通过该实验的现象可知,小球带正电
B.该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关
C.该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大,表示电荷之间的相互作用力越弱
D.通过该实验现象可知,电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离的平方成反比
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【题目】如图甲所示,地面上有一长为l=1m,高为h=0.8m,质量M=2kg的木板,木板的右侧放置一个质量为m=1kg的木块(可视为质点),已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.6,初始时两者均静止.现对木板施加一水平向右的拉力F,拉力F随时间的变化如图乙所示,求木块落地时距离木板左侧的水平距离△s.(取g=10m/s2)
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