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實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有下列器材：

    電流表G（滿偏電流為300，內(nèi)阻為100）；

    電流表A₁（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1）；

    電壓表V₁（量程為2V，內(nèi)阻約為2000）；

    電阻箱R₁（阻值范圍0～9999）；

    電阻箱R₂（阻值范圍0～999.9）；

滑動變阻器R₃（最大阻值為100）；

滑動變阻器R₄（最大阻值為100k）；

電源E（電動勢6V，內(nèi)阻約0.5）；

單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

（1）現(xiàn)需要將電流表G改裝成3V的電壓表，需要將電阻箱      的阻值調(diào)節(jié)為      ，與電流表G          聯(lián)。

（2）為了測量電壓表V₁的內(nèi)阻，要求有盡可能高的測量精度，并能測多組數(shù)據(jù)。請你從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個測量實(shí)驗(yàn)電路，在虛線方框中畫出電路原理圖。（電路原理圖中要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注。若你需用到改裝后的電壓表，則改裝后的電壓表用V表示）。

（3）電壓表V­­₁的內(nèi)阻R_V的計(jì)算公式為R_V=             ，式中各符號的意義是             。

 

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（10分）在測電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電阻R_x大約為20Ω，從實(shí)驗(yàn)室找出以下供選擇的器材：（要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，測量數(shù)據(jù)盡可能精確）

A．電池組(電動勢3 V，內(nèi)阻約1Ω)

B．電流表A1(0～150 mA，內(nèi)阻Rg1約5Ω)

C．電壓表V(0～3 V，內(nèi)阻5kΩ)

D．電壓表V(0～15 V，內(nèi)阻10 kΩ)

E．滑動變阻器R₁(0～20Ω)
F．滑動變阻器R₂(0～3 000Ω)
G．開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)時應(yīng)從上述器材中選用____________(填寫儀器前字母代號)．
(2)將設(shè)計(jì)的電路圖畫在下面虛線框內(nèi)．

（3）根據(jù)電路原理圖完成下列實(shí)物圖連接。

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某同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)器材測量干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r：

A．待測干電池2節(jié)

B．電流計(jì)mA（0~10mA，內(nèi)阻為10Ω）

C．電流表A（0~0.6A，內(nèi)阻很�。�

D．定值電阻R（阻值290Ω）

E．保護(hù)電阻R₀（阻值3.0Ω）
F．滑動變阻器R₁（0~20Ω）
G．滑動變阻器R₂（0~200Ω）
H．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（1）為調(diào)節(jié)方便，且測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選擇    （填寫實(shí)驗(yàn)器材前面的編號）
（2）請?jiān)谔摼�框中作出實(shí)驗(yàn)電路圖

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完成下列實(shí)物電路圖。

（4）利用上述實(shí)驗(yàn)電路，測得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出U—I圖線如圖丙所示，由圖可知，每節(jié)干電池的電動勢為      V，內(nèi)阻為        Ω。

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一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個選項(xiàng)是正確的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題 號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

二、本題共3小題，共14分。

11.（1）左；  （2分）   （2）大  （2分）

12.（1）小于；  （2分）  （2）9.4  （2分）

13.（1）R₁；  （2分）  （2）見答圖1；（2分）
（3）BD  （2分）

三、本題共7小題，共56分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

14.（7分）

解：（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Blv，…………………（1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流大小I= =0.5A…………………（2分）

（2）M、N兩端電壓為路端電壓，則U_MN=IR=0.4V…………………………………(2分)

（3）每秒鐘重力勢能轉(zhuǎn)化為電能E=（R+r）t =0.25J…………………………（2分）

15.（7分）

解：（1）帶電粒子勻速通過場區(qū)時受到的電場力與洛侖茲力平衡，qE=qv₀B，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度……………………………………………………………………（2分）

（2）電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………（2分）

（3）設(shè)粒子運(yùn)動到下極板時的動能大小為E_k，根據(jù)動能定理

    q?2E?d = E_k-………………………………………………………………（1分）

解得E_k =………………………………………………………………………（2分）

16．（8分）

解：（1）油滴速度為時所受阻力=k,

油滴向下勻速運(yùn)動時，重力與阻力平衡，有=mg……………………………………（1分）

…………………………………………………………………………（1分）

則…………………………………………………………………………（2分）

（2）設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場力F_電，

油滴向上勻速運(yùn)動時，阻力向下，油滴受力平衡，………………（2分）

則油滴所帶電荷量 ………………………………………………（2分）

17.（8分）

解：（1）在0～0.3s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢……………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢………………………（1分）

（2）在0～0.3s時間內(nèi)………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)…………（1分）

i-t圖象如答圖2所示�！�……………（1分）

（3）在0～0.3s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量  ……（1分）在0～10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量Q=20(Q₁+Q₂)=9.42×10^-2J…………………………（1分）

說明：其他解法正確也得分，數(shù)值計(jì)算問題不重復(fù)扣分。

18.（8分）

解：（1）電子打到熒光屏上時速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小，設(shè)為v,由動能定理………（1分）

解得……………………………………（2分）

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為峰值B₀時，電子束有最大偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上打在Q點(diǎn)，。電子運(yùn)動軌跡如答圖3所示，設(shè)此時的偏轉(zhuǎn)角度為θ，由幾何關(guān)系可知，

，……………………………（1分）

根據(jù)幾何關(guān)系，電子束在磁場中運(yùn)動路徑所對圓心角α=θ，而…………………（1分）

由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB₀=mv²/R………………………………………（1分）

解得…………………………………………………………………………（2分）

19.（9分）

解：（1）電場力F_電與洛侖茲力f_洛大小之比……………………（2分）

（2）電場力與場強(qiáng)方向相同，洛侖茲力與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向（即場強(qiáng)方向）垂直，帶電質(zhì)點(diǎn)受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡，故磁場和電場方向與yOz平面平行，與-y方向成53°斜向下，方向如答圖4所示。

(qE)²+(qv₀B)²=(mg)²……………………………（1分）

解得q=2.0×10^-5C……………………………………（2分）

（3）撤去磁場后，帶電質(zhì)點(diǎn)在沿x軸方向上做勻速直線運(yùn)動，經(jīng)過時間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v₀t=20m………………………………………………………………（1分）

帶電質(zhì)點(diǎn)受恒定合力，其大小等于洛侖茲力，方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關(guān)系可知質(zhì)點(diǎn)受合力方向與+y方向成37°斜向下。

質(zhì)點(diǎn)的加速度，

位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm，………………………………………（1分）

在z軸方向的分量z=-ssin37°=－7.2cm�！�……………………………………………（1分）

所以，經(jīng)過時間t=0.2s帶電質(zhì)點(diǎn)的位置為（20m，9.6cm，－7.2cm）……………（1分）

20.（9分）

解：(1)磁流體發(fā)電機(jī)電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn)，因此N板的電勢高…………………………(1分)

(2)兩板間海水的電阻，回路中的電流……………………………(1分)

磁場對管道內(nèi)海水的作用力F_磁=BId

解得F_磁=……………………………………………………………………… (1分)

方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t時間內(nèi)管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)

在t時間內(nèi)克服摩擦阻力的功W₁=kvs，克服磁場力做功W₂=F_磁s ………………(1分)

在t時間內(nèi)磁流體發(fā)電機(jī)消耗的總機(jī)械能E=W₁+W₂=……… (2分)