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實驗題增分練(二) 11．(8分)(2018南通市等七市三模)用圖1甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．氣墊導軌上A處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導軌左端定滑輪的細線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導軌上B位置的上方． 圖1 (1)某同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________ mm. (2)實驗中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t，測得滑塊(包括遮光條)質量為M，鉤碼質量為m，A、B間的距離為L.在實驗誤差允許范圍內，鉤碼減小的重力勢能mgL與__________(用直接測量的物理量符號表示)相等，則機械能守恒． (3)下列不必要的一項實驗要求是________(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)． A．滑塊必須由靜止釋放 B．應使滑塊(包括遮光條)的質量遠大于鉤碼的質量 C．已知當?shù)刂亓铀俣? D．應使牽引滑塊的細線與氣墊導軌平行 (4)分析實驗數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)增加的動能明顯大于鉤碼減小的重力勢能，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案　(1)2.75　(2)　(3)B　(4)氣墊導軌右端偏高 12．(10分)(2018江蘇學校聯(lián)盟模擬)某物理興趣小組在學習了電流的磁效應后，得知通電長直導線周圍某點磁場的磁感應強度B的大小與長直導線中的電流大小I成正比，與該點離長直導線的距離r成反比．該小組欲利用如圖2甲所示的實驗裝置驗證此結論是否正確，所用的器材有：長直導線、學生電源、直流電流表(量程為0～3 A)、滑動變阻器、小磁針(置于刻有360刻度的盤面上)、開關及導線若干． 圖2 實驗步驟如下： a．將小磁針放置在水平桌面上，等小磁針靜止后，在小磁針上方沿小磁針靜止時的指向水平放置長直導線，如圖2甲所示； b．該小組測出多組小磁針與通電長直導線間的豎直距離r、長直導線中電流的大小I及小磁針的偏轉角度θ； c．根據(jù)測量結果進行分析，得出結論． 回答下列問題： (1)某次測量時，電路中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則該電流表的讀數(shù)為________ A. (2)在某次測量中，該小組發(fā)現(xiàn)長直導線通電后小磁針偏離南北方向的角度為30(如圖3所示)，已知實驗所在處的地磁場水平分量大小為B0＝310－5 T，則此時長直導線中的電流在小磁針處產生的磁感應強度B的大小為________ T(結果保留兩位小數(shù))． 圖3　　　　　　　 　　圖4 (3)該小組通過對所測數(shù)據(jù)的分析，作出了小磁針偏轉角度的正切值tan θ與之間的圖象如圖4所示，據(jù)此得出了通電長直導線周圍磁場的磁感應強度B與通電電流I成正比，與離長直導線的距離r成反比的結論，其依據(jù)是__________________________． (4)通過查找資料，該小組得知通電長直導線周圍某點的磁感應強度B與電流I及距離r之間的數(shù)學關系為B＝，其中μ0為介質的磁導率．根據(jù)題給數(shù)據(jù)和測量結果，可計算出μ0＝________ Tm/A. 答案　(1)2.00　(2)1.7310－5 T　(3)電流產生的磁感應強度B＝B0tan θ，而偏角的正切值與成正比　(4)4π10－7 解析　(1)電流表量程為3 A，則最小分度為0.1 A，由指針示數(shù)可知電流為2.00 A； (2)小磁針N極指向地磁場分量和電流磁場的合磁場方向，如圖所示； 則有：tan 30＝，解得：B＝310－5 T≈1.7310－5 T； (3)由題圖可知，偏角的正切值與成正比，而根據(jù)(2)中分析可知，B＝B0tan θ，則可知B與成正比，故說明通電長直導線周圍磁場的磁感應強度B與通電電流I成正比，與離長直導線的距離r成反比； (4)tan θ－圖線的斜率為k，由公式B＝B0tan θ＝B0k＝可知，＝B0k，解得：μ0＝4π10－7 Tm/A.