Question

（2013?南開區二模）（1）如圖1為“電流天平”，可用于測定磁感應強度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設其匝數n=5匝，底邊cd長L=20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時：調節砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變；使電流方向反向，則要在天平右盤加質量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，磁場的磁感應強度B的大小為

0.41

T．（g=10m/s²）

（2）某同學設計了如圖2所示的裝置來探究加速度與力的關系．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．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d．開始時將木板置于MN處，現緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數F₀，以此
表示滑動摩擦力的大小．再將木板放回原處并按住，繼續向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數F₁，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t．
①木板的加速度可以用d、t表示為a=

2d

t2

；
②改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數的關系．圖3中能表示該同學實驗結果的是

C

；
③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優點是

BC

．
A．可以改變滑動摩擦力的大小        B．可以更方便地獲取多組實驗數據
C．可以比較精確地測出摩擦力的大小  D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度
（3）在練習使用多用表的實驗中，某同學連接的電路如圖4所示．
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，閉合電鍵S，此時測得的是通過

R₁

的電流；
②若斷開電路中的電鍵S，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是

R₁+R₂

的電阻；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵S，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是

R₂

兩端的電壓；
④在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若

D

A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大
B．測量時發現指針向左偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×l0”倍率測量時發現指針位于20與30 正中間，則測量值等于250Ω
D．歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測量值將略偏大．

Answer 1

分析：（1）開始時電流沿acdb，根據左手定則，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，則安培力變為豎直向下，相當于右邊多了兩個安培力的重量．即mg=2F_A．
（2）長木板做勻加速直線運動，根據位移時間關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量取平均值；知道當水的質量遠遠小于木板的質量時，水的重力近似等于繩子的拉力．
（3）圖中多用電表與滑動變阻器串聯后與電阻R₂并聯，通過電鍵與電池相連，根據電路的串并聯知識分析即可；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）開始時cd邊所受的安培力方向豎直向上，電流反向后，安培力的方向變為豎直向下．相當于右邊了兩個安培力的重量．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根據勻變速直線運動公式得：
a=

2d

t2

②當F₁＞F₀時，木板才產生加速度．隨著繼續向瓶中加水后，礦泉水瓶的質量不斷增加，
礦泉水瓶的質量不能遠小于木板的質量，那么水的重力與繩子的拉力差值越來越大．故選C．
③A、不可以改變滑動摩擦力的大小，故A錯誤．
B、緩慢向瓶中加水，可以更方便地獲取多組實驗數據，故B正確．
C、緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動，可以比較精確地測出摩擦力的大小，故C正確．
D、并沒有獲得很大的加速度，可以獲取多組實驗數據以提高實驗精度．故D錯誤．
故選BC．
（3）①多用電表與滑動變阻器串聯，電流相等，所以此時測得的是通過R₁的電流；
②斷開電路中的電鍵，R₁與R₂串聯，多用電表接在其兩端，測量的是R₁+R₂的電阻；
③滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當于導線；則多用電表與電阻R₂相并聯，測量R₂的電壓；
④A、雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯，總電阻減小，故A錯誤；
B、測量時發現指針偏離中央刻度過大，則必需增大或者減小倍率，重新調零后再進行測量，故B錯誤；
C、歐姆表刻度是左密右疏，選擇“×10”倍率測量時發現指針位于20與30正中間，即測量值小于250Ω，大于200Ω，即測量值不可能小于25Ω．故C錯誤；
D、歐姆表內的電池使用時間太長，電動勢不變，內電阻增加，完成歐姆調零即可測量，故D錯誤；
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

點評：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．實驗的圖象描繪，物理結合數學的應用都值得注意．明確多用電表的使用，關鍵要理清電路結構；歐姆表使用時每次換擋都要歐姆調零．