(1)“测定某电阻丝的电阻率”实验
①实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是_ mm。
②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值:
已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ,下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:__ (填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是 ;根据表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为__________Ω。
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔
c.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位
d.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:
电压表V(量程3V,内阻50kΩ)
电流表A1(量程200μA,内阻200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用 (填字母代号);
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;
④分别用L、d、RX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ= 。
(2)某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材,研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”。在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时,他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上,实验装置如图所示。当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时小车上的强磁铁插入线圈中,接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小(E近似看成恒定)。调节小车末端的弹簧,小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出。下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t。
![]() 测量值 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
E/×10-1V |
1.16 |
1.36 |
1.70 |
1.91 |
2.15 |
2.75 |
2.92 |
3.29 |
△t/×10-3s |
9.20 |
7.49 |
6.29 |
5.61 |
5.34 |
4.30 |
3.98 |
3.42 |
①由实验装置可以看出,实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同,这样可以实现控制__________不变;
②为了探究感应电动势E与△t的关系,请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案。(写出必要的文字说明)
(1)氢原子第n能级的能量为
,其中
是基态能量,而
,…。若一氢原子发射能量为
的光子后处于比基态能量高出
的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?
(2)一速度为
的高速
粒子
与同方向运动的氖核
发生弹性正碰,碰后
粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)。
如图所示,一辆汽车A 拉着装有集装箱的拖车B,以速度 =30m/s进入向下倾斜的直车道。车道每100m下降2m。为使汽车速度在s=200m的距离内减到 =10m/s,驾驶员必须刹车。假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70%作用于拖车B,30%作用于汽车A。已知A 的质量 =2000kg,B的质量 =6000kg。求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力。取重力加速度g=10m/s2。
据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示。炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离 ,导轨长 ,炮弹质量 。导轨上的电流 的方向如图中箭头所示。可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为 ,方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为 ,求通过导轨的电流 。忽略摩擦力与重力的影响。
某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如题图所示不用完全相同的轻绳将
个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为1、2、3……
,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为
.将1号球向左拉起,然后由静止释放,使其与2号球碰撞,2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力,忽略绳的伸长,
取10
)
(1)设与
号球碰撞前,
号球的速度为
,求
号球碰撞后的速度.
(2)若
=5,在1号球向左拉高
的情况下,要使5号球碰撞后升高16
(16
小于绳长)问
值为多少?
(3)在第(2)问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断,为什么?
时,磁场在
平面内的分布如题23图所示.其磁感应强度的大小均为
,方向垂直于
平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为
.整个磁场以速度
沿
轴正方向匀速运动.
(1)若在磁场所在区间,
平面内放置一由
匝线圈串联而成的矩形导线框
,线框的
边平行于
轴.
、
,总电阻为
,线框始终保持静止.求
①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
②线框所受安培力的大小和方向.
(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出
时磁感应强度的波形图,并求波长
和频率
.