行了四步测量:
(1) 用直流电压挡测量:A 、 B 、 C 三点间均无电压; (2) 用欧姆挡测量:A 、 C 间正反向电阻完全相同; (3) 用欧姆挡测量:黑表笔接 A点、红表笔接 B点,有电阻;反接后阻值很大;
(4) 用欧姆挡测量:黑表笔接 C 点、红表笔接 B 点,有电阻,阻值比第(2)步测得 的大;反接后阻值很大。请判断,黑箱内部有什么元件?它们是怎样连接的? 2.9
1. 某同学做了一个马铃薯电池,准备用滑动变阻器和一个多用电表来测定它的电动 势和内阻。实验装置如图 2.9-5。当滑动变阻器为某一 值时,用多用电表的直流电压挡测出变阻器两端的电压 U,再卸去变阻器一个接线柱的导线,把多用电表的两 表笔串联在电路中,用直流电流挡测出通过变阻器的电 流I。随后改变变阻器的电阻,重复上述操作,获得多 组 U、I 数据。这个实验方案有什么缺点?
2. 用图2.9-6的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小,为防止 调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个保护电阻R 0 。除蓄电池、开关、导 线外,可供使用的实验器材还有: A.电流表(量程 0.6 A、3 A) B.电压表(量程 3 V、15 V)
C.定值电阻(阻值 1 Ω、额定功率 5 W) D.定值电阻(阻值 10 Ω、额定功率 10 W) E.滑动变阻器(阻值范围 0~10 Ω、额定电流 2 A) F.滑动变阻器(阻值范围0~200 Ω、额定电流1 A)
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(1) 电流表和电压表各选哪个?
(2) 定值电阻选用哪个?滑动变阻器选用哪个? 说明你选择的理由。
3. 在图2.9-6的实验中,调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据,如下表。 请作出蓄电池路端电压U 随电流 I 变化的 U-I 图象,根据图象得出蓄电池的电动势和内阻的测量值。
3.1 3.2
1. 有人根据B= F/IL提出:一个磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比,跟电 流强度 I 和导线长度 L 的乘积 IL 成反比。这种说法有什么问题?
2. 在匀强磁场中,有一根长 0.4 m 的通电导线,导线中的电流为 20 A,这条导线与 磁场方向垂直时,所受的磁场力为 0.015 N,求磁感应强度的大小。
3. 在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线 中通入不同的电流,导线所受的力也不一样。图3.2-2中的几幅图象表现的是导线 受的力F 与通过导线的电流 I 的关系。a、b 各代表一组 F、I 的数据。在甲、乙、 丙、丁四幅图中,正确的是哪一幅或哪几幅?说明道理。
3.3
1. 通电直导线附近的小磁针如图 3.3-16所示,标出导线中的电流方向。
2. 如图 3.3-17,当导线环中沿逆时针方向通过电流时,说出小磁针最后静止时 N极
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的指向。
3. 通电螺线管内部与管口外相比,哪里的磁感应强度比较大?你是根据什么判断的? 4. 如图3.3-18,在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中,过原点再做一个z轴,就构 成了空间直角坐标系。匀强磁场的磁感应强度 B = 0.2 T,方向沿 x 轴的正方向,且ab=dc=0.4 m,bc=ef=ad=0.3 m,be=cf=0.3 m。通过面积S 1 (abcd)、S 2 (befc)、S 3 (aefd)的磁通量 Φ 1 、 Φ 2 、 Φ 3 各是多少?
3.4
1. 图3.4-9的磁场中有一条通电导线,其方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分别标 明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向,试画出第三个量的方向。 (本书用“⊙”表示磁感线垂直于纸面向外, “×”表示磁感线垂直于纸面向里, “⊙”表示电流垂直于纸面向外,“× ”表示电流垂直于纸面向里。)
2. 把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图3.4-10所示。导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由 a向 b。 (1) 请描述导线的运动情况。
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(2) 虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源,它可能是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管、直线电流。请你分别按每种可能考虑,大致画出它们的安放位置。
3. 图3.4-11所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数n = 9,线圈的水平边 长为l,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂 直。当线圈中通过电流 I时,调节砝码使两臂达到平衡。然 后使电流反向,大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m 的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。
(1) 导出用已知量和测量得到的量 n、m、l 、 I 计算 B 的表 达式。
(2) 当l=10.0 cm,I = 0.10 A,m = 8.78 g时,磁感应强度是多少?
4. 如图3.4-12所示,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触。通电后,你预计会发生什么现象? 怎样解释这个现象? 3.5
1. 试判断图 3.5-7所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
2. 电子的速率 v = 3.0 × 10 6 m/s,沿着与磁场垂直的方向射入 B = 0.10 T 的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
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