问题 问答题

(1)如图1所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值I= .线框从中性面开始转过

π
2
的过程中,通过导线横截面的电荷量q= .

(2)图2为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流IR=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色,接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx= kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 (填“变大”、“变小”或“不变”).

(3)如图3所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和速度.

①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需 (填字母代号)中的器材.

A.直流电源、天平及砝码     B.直流电源、毫米刻度尺

C.交流电源、天平及砝码     D.交流电源、毫米刻度尺

②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作 图象,其纵轴表示的是 ,横轴表示的是 .

答案

(1)

电动势的最大值为Em=BSω,电动势的有效值为E=

Em
2

所以电流的有效值I=

E
R
=
2
BSω
2R

电荷量为 q=

.
I
△t=
.
E
R
△t=
△Φ
R△t
△t=
△Φ
R
=
BS
R

(2)

欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;

当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R此时有关系 Ig=

E
R
R=
E
Ig
=5kΩ

当指针指在刻度盘的正中央时I=

Ig
2
,有
Ig
2
=
E
R+R
x
,代入数据可得Rx=R=5kΩ;

当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式Ig=

E
R
,欧姆表内阻R得调小,

待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,

I=

E
R+Rx
=
IgR
R+Rx
=
Ig
1+
Rx
R

可知当R变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了.

(3)

①打点计时器需接交流电源.重力加速度与物体的质量无关,所以不要天平和砝码.计算速度需要测相邻计数的距离,需要刻度尺,选D.

②由公式v2=2gh,如绘出

v2
2
-h图象,其斜率也等于重力加速度.

故答案为:(1)

2
BSω
2R
BS
R

          (2)红,5,变大;

          (3)D,

v2
2
-h,速度平方的二分之一,重物下落的高度.

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