Question

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉，當線圈由圖示位置轉過90°時的瞬時感應電動勢大小為___________V。

（2）某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

（I）請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當：

①                                              ；

②                                              。

（II）該同學經正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續的六個點A、B、C、D、E、F為計數點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達式為v_E=         

（3）冬、春季節降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現所謂咸潮現象，使沿海地區的城市自來水中的離子濃度較高，水質受到影響，為了研究咸潮出現的規律，某同學設計了一個監測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內徑，結果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內阻r=6Ω的電池組，開關等各一個，以及導線若干。下圖(4)坐標中包括坐標為（0，0）的點在內的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據以上材料完成以下問題：

（a）測量玻璃管內徑時，應將上圖(2)中的游標卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內壁接觸（填代號）；

（b）玻璃管的內徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數據的實物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應先滑至___________端。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.628   (2)打點計時器應接交流電源、重物釋放時應緊靠打點計時器；（3）（a）A （b）6.70（c）在坐標圖中畫出U—I圖線，算出水柱的電阻；（4）如圖所示（5）最左端（或A端）

【解析】（1）瞬時值為

(2)（I）打點計時器應接交流電源、重物釋放時應緊靠打點計時器；

（II）利用中間時刻的瞬時速度等于平均速度；

（3）（a）A

（b）6.70

（c）在坐標圖中畫出U—I圖線，

算出水柱的電阻（允許誤差在10%以內）

（4）如圖所示

（5）最左端（或A端）