(4)根据以上各测量结果,得出被测金属丝的电阻率ρ=3.0×10﹣6Ω?m(结果保留两位有效数字)
【考点】测定金属的电阻率. 【专题】实验题. 【分析】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数.
(2)根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法,然后连接实物电路图. (3)根据坐标系内描出的点作图象,然后根据图象应用欧姆定律求出电阻阻值. (4)根据电阻定律求出电阻丝电阻率. 【解答】解:(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm; (2)待测电阻丝电阻约为几欧姆,电流表内阻约为零点几欧姆,
电压表内阻约为几千欧姆甚至几万欧姆,电压表内阻远大于电阻丝电阻, 流表应采用外接法,实物电路图如图所示:
(3)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示:
由图示图象可知,电阻丝电阻:R==≈1.2Ω.
(4)由电阻定律可知,电阻:R=ρ=ρ, ≈3.0×10﹣6Ω?m;
电阻率:ρ==
故答案为:(1)1.600;(2)电路图如图所示;(3)图象如图所示;1.2;(4)3.0×10﹣6.
【点评】本题考查了螺旋测微器读数、连接实物电路图、作图象、求电阻与电阻率;螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数,对螺旋测微器读数时要注意估读,读数时视线要与刻度线垂直. 11.(14分)质量为M、长为L的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气影响.
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示. ①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律. 【专题】压轴题;共点力作用下物体平衡专题. 【分析】(1)以环为研究对象,环处于静止状态,合力为零,根据平衡条件求解绳中拉力的大小;
(2)①以环为研究对象,由正交分解法,根据牛顿第二定律求解加速度; ②对整体研究,由正交分解法,根据牛顿第二定律求解外力的大小和方向. 【解答】解:(1)以环为研究对象,环处于静止状态,合力为零,分析受力如图所示,设两绳的夹角为2θ.
则sinθ==,得cosθ==
设绳子的拉力大小为T,由平衡条件得 2Tcosθ=mg 解得
;
(2)①对环:设绳子的拉力大小为T′,则根据牛顿第二定律得: 竖直方向:T′+T′cos60°=mg 水平方向:T′sin60°=ma, 解得
②设外力大小为F,方向与水平方向成α角斜向右上方. 对整体:由牛顿第二定律得: 水平方向:Fcosα=(M+m)a 竖直方向:Fsinα=(M+m)g 解得,
,α=60°即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方.
答:(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,绳中拉力的大小是(2)①此状态下杆的加速度大小a为
;
;
②为保持这种状态需在杆上施加一个的外力为斜向右上方.
,方向与水平方向夹角为60°
【点评】本题中铁环与动滑轮相似,两侧绳子拉力大小相等,运用正交分解法研究平衡状态和非平衡情况.
12.(18分)如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.从电场中P(﹣L,2L)、Q(﹣L,)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场.不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求: (1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0.
(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d.
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.
【分析】粒子在电场中做类平抛运动,竖直方向受电场力作用,根据牛顿第二定律可求加速度,根据高度可求时间
粒子进入磁场受洛伦兹力做匀速圆周运动,画出运动轨迹图,根据几何关系和运动学知识可求解
【解答】解:(1)从P点射入的粒子最后通过O点,设粒子运动的加速度为a,则对于从P点射入的粒子由 qE=ma 2L=解得:t0=
(2)设某一粒子进入磁场时,速度v的方向与x轴成θ角,在磁场中做圆周运动的轨道半径为r
该粒子从x轴上射出 磁场的位置与O点的距离为d,则 qvB=d=2rsinθ sinθ==2ay qE=ma 解得:d=因为:≤y≤2L 故:△d=
答:(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间为.
.
(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度为
【点评】本题关键要分析粒子在电场和磁场中的运动情况,画出轨迹图,结合运动学公式和几何关系,列式求解,难度适中.
(二)选考题:共15分[物理一选修3-3]
13.如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )
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