国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案及解析_电磁学
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-光学资料
实验二十八 测定玻璃的折射率【思考题参考答案】1．视深法和光路法测量时，玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响？为什么？答：玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。
这是因为如果两个界面不平行，可以看成三棱镜，出射线偏向厚度增加方向（相当于底部），只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面，都能确定对应的入射角和折射角，从而按折射定律计算折射率。
对视深法测量结果是否影响，请自己根据测量原理思考。
2．视深法和光路法测量时，玻璃砖厚些还是薄些好？为什么？答：厚些好。
在视深法中，玻璃砖越厚h '越大，这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。
在光路法中，玻璃砖越厚，由于ABCD 位置定的不准，引起入射角和折射角的误差越小，折射率的相对测量误差越小。
3．光路法测量时，为什么入射角不能过大或过小？答：折射率决定于两个角度的正弦比，入射角太小时，角度误差引起正弦函数的误差变大，入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。
入射角太大时，折射角也变大，折射能量太小，同时由于色散严重，出射光束径迹不清晰（或在利用大头针显示光路时，大头针虚像模糊）折射角不易定准。
4．光路法测量时，若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，那么，折射率的测量值偏大还是偏小？为什么？答：折射率的测量值偏小。
如果所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，如图所示。
实际折射线如图中虚线，而作图的折射线为图中实线，测量的折射角大于实际折射角，折射率r i n sin =，测量折射率值偏小。
间距小于玻璃砖的真实厚度的问题，自己回答。
实验二十九 测定薄透镜的焦距【思考题参考答案】1．作光学实验为何要调节共轴？共轴调节的基本步骤是什么？对多透镜系统如何处理？答：光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。
由于透镜在傍轴光线（即近轴光线）下成像质量好，基本无像差，可以减小测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共轴)。
第16讲 电与磁(解析版)--2024全国初中物理竞赛试题精选精编
第16讲电与磁（解析版）一、单选题1．（2023春·江苏苏州·九年级校考竞赛）下图中标出了磁感应强度B、电流I和其所受磁场力F的方向，正确的是（）A．B．C．D．【答案】A【详解】左手定则是将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向为磁场力的方向。
A．根据左手定则，磁场力F的方向竖直向上，故A正确；B．根据左手定则，磁场力的方向竖直向上，故B错误；C．图示中，电流方向与磁场方向平行，不受到磁场力的作用，故C错误；D．根据左手定则，磁场力的方向垂直纸面向外，故D错误。
故选A。
2．（2021·广东佛山·九年级统考竞赛）小丽用光敏电阻设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图所示。
照明灯L标有“220V40W”字样，在天暗（光线较弱）时L自动点亮，天亮时L自动熄灭。
以下有关描述正确的是（）A．导线B应连接家庭电路中的火线B．小丽选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变大C．如果控制电路电源太旧（电压太低）。
可能会出现傍晚天暗后照明灯L亮灯时间更晚的情况A．电磁铁的上端为N极B．电源的左端为负极C．其工作原理是异名磁极相互吸引D．滑片P向右移动可增加地球仪“漂浮”的高度【答案】D【详解】AB．根据同名磁极相互排斥可知，图中电磁铁的上端应为则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电路中的电源的左端为正极，故误；C．磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来，其利用的工作原理是同名磁极互相排斥，故C错误；D．滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电流变大，电磁铁磁性增强，可增加地球仪“漂浮”的高度，故D正确。
故选D。
4．（2023春·辽宁阜新·九年级校考竞赛）发电机和电动机的相继问世使人类社会进入电气时代。
下列四幅图中与发电机工作原理相同的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】发电机是利用电磁感应现象制成的。
物理电磁学实验试题答案及解析
物理电磁学实验试题答案及解析1.（9分）将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡。
原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA。
为了较精确地测定水果电池的电动势E和内电阻r，现提供以下器材：电流表A（0-0.6A-3A）；电压表V（0-3V-6V）；灵敏电流计G（0-5mA, 内阻Rg=500Ω）；滑动变阻器R1（0-20Ω，1A）；变阻箱R2、开关、导线等实验器材．（1）为了较精确地测定水果电池的电动势和内电阻，除了导线开关等还应该选择的仪器为：（写仪器后的字母代号）（2）画出实验采用的电路图，并标注所选择的仪器。
（3）写出实验中需要记录的数据，并标注其物理意义。
（4）写出该实验的测量原理表达式。
（5）若在试验中记录了五组数据，做出如图所示的图像，纵坐标是电路中电流的倒数，横坐标是相对应可变电阻的示数，和两个坐标的交点如图像中所标，则水果电池的电动势表达式为，内阻的表达式为。
【答案】（1）G（1分） R2（1分）（2）如图所示（2分）（3）记录变阻箱示数R和灵敏电流的示数I（1分）（4）E=I（r+Rg+R）（2分）（5）（1分）（1分）【解析】由于水果电池的短路电流很小，不足3mA，所以电流表A（0-0.6A-3A）不能用，电压表V（0-3V-6V）对于电动势1V左右的水果电池也不好用，本题主要考察电表的活用和测电源电动势和内阻的实验方法，要从实验的可操作性出发，选择的核心实验仪器为灵敏电流计G（0-5mA, 内阻Rg =500Ω）、变阻箱R2，因为滑动变阻器不能读出连入电路的电阻值。
2.某课外活动小组自制了一台称重电子秤，其原理结构如图甲图所示，R为定值电阻；R是压敏电阻，其阻值随所受压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到几十欧，通过电压表的读数可以知道压力大小。
若要想电子秤正常工作，首先通过实验探究压敏电阻阻值和F大小的关系，于是课外小组又设计了如图乙所示的探究压敏电阻阻值和F大小的关系的实验电路。
物理竞赛电磁学习题集(含解答)
清北书院中学生物理竞赛讲义—电磁学总论物理规律的得到—-格物致理（复杂的问题抽象出简单的本质及规律）;反之，物理规律的应用-—关键是图景要清晰,并且具有和谐、对称、统一的美。
数学王后抽象奇思妙想可幻想,不一定有解物理国王直观图景构建大自然提出的问题，有解解题策略构建图景→正确关联物理定理或律→数学描述与表达→严密计算→系统回顾→得出结论注意事项：系统回顾→得出结论。
未给定的条件,应全面考察各种情况,极限情况、任意情况（最后推广到极限情况)高中物理主干知识与核心知识电磁①两种场:电场和磁场②稳恒电流③电磁感应哪些知识需要加深拓宽?如何加深拓宽?电磁中要适当加宽的内容点电荷电场的电势公式（不要求导出）电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式（不要求导出)电容电容器的连接平行板电容器的电容公式(不要求导出）电容器充电后的电能ﻫ电介质的极化介电常数ﻫ一段含源电路的欧姆定律基尔霍夫定律惠斯通电桥补偿电路液体中的电流法拉第电解定律气体中的电流被激放电和自激放电(定性）ﻫ真空中的电流示波器ﻫ半导体的导电特性Ｐ型半导体和Ｎ型半导体晶体二极管的单向导电性三极管的放大作用(不要求机理）超导现象ﻫ感应电场(涡旋电场）自感系数整流、滤波和稳压三相交流电及其连接法感应电动机原理第一章 真空中的静电场例题１如图所示,电荷量为ｑ1的正点电荷固定在坐标原点O 处,电荷量为q ２的正点电荷固定在x 轴上，两电荷相距l ．已知q 2=2ｑ1．(i)求在x 轴上场强为零的P 点的坐标。
(ii)若把一电荷量为q ０的点电荷放在P 点,试讨论它的稳定性（只考虑ｑ0被限制在沿x 轴运动和被限制在沿垂直于x 轴方向运动这两种情况）。
【解答例示】（i)通过对点电荷场强方向的分析，场强为零的P 点只可能位于两点电荷之间。
设Ｐ点的坐标为x 0,则有201x q k=202)(x l q k - （1） 已知ｑ2=2ｑ１ (2）由(1)、（２)两式解得x ０=l )12(- (3）(ii ）先考察点电荷q ０被限制在沿x 轴运动的情况。
中学物理竞赛教程电磁学(程版)答案
前言：特别感谢质心教育的题库与解析，以及“程稼夫力学、电磁学习题答案详解”的作者前辈和血色の寂宁前辈的资料.1-1设两个小球所带净电荷为q，距离为l，由库仑定律：这一小段电荷受力平衡，列竖直方向平衡方程，设张力增量为T：1-3（1）设地月距离R，电场力和万有引力抵消：解得：（2）地球分到，月球分到，电场力和万有引力抵消：解得：1-4有：1-5联立解得由库仑定律矢量式得：解得1-6（21-7移当q＞0时，；当q＜0时，（2）由上知1-8设q位移x，势能：对势能求导得到受力：（2）1-101-11先证明，如图所示，带相同线电荷密度λ的圆弧2和直线1在OO处产生的电场强度相等. 1-12（1）积分得（2）（3）用圆心在场点处，半径，电荷线密度与直线段相等的，张角为θ0 1-13我们先分析一个电荷密度为ρ，厚度为x的无穷大带电面（图中只画出有限大），取如图所强度相同，大小相反.回到原题，由叠加原理以及，算得在不存在电荷的区域电场强度为0（正负电荷层相互抵消.）在存在电荷的区域，若在p区，此时x处的电场由三个电荷层叠加而成，分别是左边的n 区，0到x范围内的p区，以及右边的p区，有：，算得度为所以该面元受到其他电荷施加的静电力：球面上单位面积受力大小：半球面受到的静电力可用与其电荷面密度相等的，该半球面的截口圆面的面积乘该半球面的单位面积受力求得：1-16设轴线上一点到环心距离为x，有：1-19由对称性，可以认为四个面分别在中心处产生的电势，故取走后，；设BCD，ACD，ABD在P2处产生的电势为U，而ABD在P2处产生的电势为，有：；取走后：，解得1-20构造如下六个带电正方体（1到6号），它们的各面电荷分布彼此不相同，但都能通过故电势差为：1-22从对称性方面考虑，先将半球面补全为整个球面.再由电势叠加原理，即一个半球面产生的电势为它的一半，从而计算出半球面在底面上的电势分布.1-1-势.故：1-25在水平方向上，设质点质量m，电量为q：运动学：整体带入得：1-26（1）先将半球面补全为整个球面，容易计算出此时半球底面的电势.再注意到这个电势由对称的两个半球面产生的电势叠加得到，即一个半球面产生的电势为它的一半，即可求出一个半球面对底面产生的电势恒为定值，故底面为等势面，由E点缓慢移至A点外力做功为W1=0.解得由电势叠加原理及静电屏蔽：1-29设质点初速度为v0，质量为m，加速度为a，有：，其中.设时竖直向下速度为v1，动能为Ek1，初动能为Ek0，有：再将球4接地，设球1的电量变为q，则可得因此流入大地的电量为.1-31（1）考虑上下极板间距为x的情况上极板所带电荷由于只有下极板提供的电场对上极板有引力，此电场强度为则等效劲度系数为系统作微小振动频率若，则上下板会吸在一起.1-32粒子由A运动至B，竖直分运动需要时间：水平方向作匀速圆周运动经过的路程：C1-1-34考虑临界状态下小液珠运动全过程：，式中U为两板间电压；临界状态下A板带电量：，解得：最后一滴液珠被A板吸收后，使得A板实际的电量Q′应略大于Q.故吸收的小液珠个数：,[]表示高斯取整函数，即INT1-35（1）导体球电势为：得：感应电荷总电量..1-36能量守恒：（取无穷远处为势能零点）有心力作用，角动量守恒：又，得：代入E= 2keV及d=r/2得：换为电子，运动情况与质子一致，但球带负电.故1-37（1）动力学方程：，其中，解得（2）分析径向运动：1-38（1）电子在区间，做初速为零的匀加速直线运动：得，经到x=d处，沿x轴方向的分速度在区间，即电子做角频率为的简谐运动，振幅（2.1-39.便得，于是必然有1-40通过强相互作用势能，可求得距离为r时正反顶夸克间的强相互作用力为，负号表示此力为吸引力.正反顶夸克之问的距离为r0时作用力大小为正反顶夸克满足动力学方程1-42（1）由对称性，场强向左或向右情况是一样的，不妨设场强方向向右，大小为E. q的受力情况如图（2）将两个小球视为一个整体，受力情况如图垂直于绳方向的平衡方程为解得（3）接第（2）问，悬线AO的张力为1-43（1）设B球碰前所带电量为q，有将A、B接触一下后A、B都带电，此时有由以上各式解得或（2）已知B球碰前所带电量小于A球所带电量，可知B球碰前所带电量为C球与A球相碰后，两球分别带电4Q；C球与B球相碰后，两球分别带电−Q；CAFAB1-441-45两图导体柱的电势都不为正，故正电荷发出的全部电场线被小球吸收，小球收到来自无穷远的电场线，于是：用a 图减去b 图，左边是一个不带电导体，右边一个大导体右边带负电，如果左边带正电，明显在没有外界净电荷干扰的情况下正负电荷会抵消于是左边应带负电即1-46跟静电计相连，则A与静电计外壳等势，腔内没有电场线，不能带电，故闭合.电荷转移到外壳、k及A上.撤去K，用手摸A即接地，则小球电势变为0.外壳带正电，在A产生的电势为正，为使电势变为0，必须使其带负电，故重新张开.1-47设小球带电量为q.引入一个像电荷，其位置与小球关于导电平面对称，带电量与小球相反.设小球重力为G，弹簧初始伸长量为x0.小球受的电场力为初始状态平衡方程：1-48q方1-49引入两个像电荷如图：（1）q的受力情况如图：（2）两个点电荷、两个像电荷分别在两个点电荷中点产生的场强如图：其中，可见合场强水平向右，1-50（1）每一个+q在球壳上感应出的电荷可等效为一个像点电荷，与球心距离.两个像电荷在两个+q的连线上，分居球心左右.其中一个+q的受力由两个q′和另一个+q提供（以指向球心为正）：（则1-布的q1、q2；q在球体外壁的感应电荷等效为在球体外壁均匀分布的−q′和在球心与q连线上的像点电荷q′.由于静电屏蔽，q1、q2所受静电力等于左腔内壁感应电荷对q1、q2的作用力.而左腔内壁的感应电荷为均匀分布，故q1、q2所受静电力像电荷，故q所受静电力（以向右为正）为：根据牛顿第三定律，球A所受静电力为大小仍为.1-54将上一问中的q换成Q，并令F=0，化简得：（2）空腔导体造成静电屏蔽，球壳内点电荷和内表面感应电荷对内表面外部无电势贡献，故球壳电势即为外表面感应电荷带来的电势.又由于外表面感应电荷为均匀分布，在外表面内不产生电场，故外表面感应电荷对球壳上电势贡献等于其在球心处产生的电势，.1-56设A1、A2、A3的质量分别为m1、m2、m3，带电量的绝对值分别为q1、q2、q3，A1、A2运动的角速度均为ω对A1有，对A2有两式相比，即得.1-57假设可以做稳定小振动，写出环偏离平衡位置x处的势能：又，得电容：.1-59法一：两个球均可视为与无限远构成电容器，由孤立导体球电容公式，其电容分别为：，.用导线连接前，可视为CA与CB串联，等效电路图如下：电容为用导线连接后，可视为CA与CB并联，等效电路图如下：两金属球等势：，解得则系统电容.1-60（1）设内球带电量为，外球电量在内球球心产生的电势为内球电量在内球球心产生的电势为内球的总电势，解得.外球电量在球心产生的电势为C13故1、2间的电容（b）本问中，3板和4板由导线相连，电势相等，故可看作由1、3构成的电容C13与4、2构成的电容C42串联后整体与1、2构成的电容C12并联，等效电路图如下：故.即又设设由于金属板内无电场，则3板上板与2板下板所带电荷等量同号（故在板内产生电场抵消）：则1、2板间电容（b）设给1板充，给2板充，设1板上板带电，则1板下板带电，2板上板带电，2板下板带电，3板下板带电，4板上板带电.设3板上板带电，4板下板带电，由3、4板电荷守恒及金属板内无电场得，联立解得1-64（1）由于任一单元输入端之后的总电容为C，在第1个单元输入端a、b间加电压后，将第1个单元输出端后的电容等效为一个大小为3C的电容，由3个大小为3C的电容串联得第2个单元输入端间电压：同理得第k个单元输入端间电压所求总电能（2）第1单元与后面网络断开前，第1单元中电容为3C的电容器的带电量为Q，有则第第1个单元a、b短路后，设电容器各极板上的电荷分布如图所示.三个电容器贮存的电能1-65（1）首先，1 左与100 右无电荷，因为如果有电荷，则电荷电场线必延伸至无穷远，则金属板电势不为0，与接地不符.设1号板带电，由高斯定理，所有板总电量为零：，则100号板带电.取一个左侧包含1板右板，右侧包含n板左板的高斯面（），由于金属板内无电场，此高斯面电通量为0：，解得.1-66过程中电容电荷量不变，故弹力的水平增量：受力平衡得：.1-67因为，故可用平行板电容器公式近似计算电容C（注意内径是直径！），设玻璃1-并联：1-69设初始时细线与竖直方向夹角为，由受力平衡得：放入煤油后，浮力矩与静电力矩增量抵消：又与空气接触处无极化电荷，得.（4）与正极板接触的极化面电荷密度得1-71设极板面积为S，升高高度h，极化面电荷密度其中解得.注意：此题素来受争议，焦点在于此题虚功原理是否适用（如果尝试以虚功原理计算，其结1-73（1）初态电容，电场能，带入得抽出后Q不变，电容变为，电场能...暴力化简，其中.故（3）.1-1-（得.1-（2）系统静电能小球壳上电荷有电势，大球壳上有电势故系统能量. 1-82记，上的电荷为，有电势.板带；4上板带，下板无电荷.此时三个电容串联，一个不带电，另外两个极板带电量相同，可等效为一板间距为的电容.1-84同1-501-85（1）取平面（即面）分析.两个点电荷在接地平板感应出两个像电荷：处处.作用在点电荷上的力高斯定理得1-86末态：能量守恒：.1-87（1）设导体球原带电.如图，球外电势.（2）像电荷同（1）如图，球外电势.1-88外场作用下，介质球周围极化电荷面密度余弦分布.计算处：，解得（3）.1-90（4）球形电容器电容三个电容串联：得（1）. Q为第一问所求值.1-91平行板电容：电路总电容：极板上总电荷：.解得.1-92（21-93解得.（2）电压：电容定义：.（3）设留在电容内介质的长为x，外力为电容并联：前言：特别感谢质心教育的题库与解析，以及“程稼夫力学、电磁学习题答案详解”的作者前辈和血色の寂宁前辈的资料.2-2变阻器在A位置时，焦耳热：，其中.变阻器在中间时，焦耳热：.代入题中数据，可得.2-32-4（1）即，在图中作出该直线，交伏安特性曲线于.两端电压.（2）电源功率之比就等于干路电流之比，即总电阻之反比，设总电阻分别为，则.2-7未烧断前总电阻，烧断后，故干路电流之比为22AB2-10注意电阻温度系数的基准是0℃，得.负载时，负载时，联立解得：.2-11题设是默认加热间断时间相等的，设为.即110V为A、B串联时的工作电压的等差中项作伏安特性曲线关于直线的对称图像，分别交另一曲线于和.得.2-15（1）电容器极板带电量，极板间电流保持为电势差为0时，极板不带电，所以.（2）最大动能的电子到达上极板时动能全部转化为电势能所以，得.K断开时，R与R1串联，该支路总电压该支路与R2并联，为R2两端电压，又R2，R3串联，R3两端电压为可以列出：两式联立，代入数据可解得：.。
全国高中物理竞赛专题十三 电磁感应训练题解答
1、 如图所示为一椭圆形轨道，其方程为()222210x y a b a b+=>>，在中心处有一圆形区域，圆心在O 点，半径为()r b <，圆形区域中有一均匀磁场1B ，方向垂直纸面向里，1B 以1B t k ∆∆=的速率增大，在圆外区域中另有一匀强磁场2B ，方向与1B 相同，在初始时，A 点有一带正电q 的质量为m 的粒子，粒子只能在轨道上运动，把粒子由静止释放，若要其通过C 点时对轨道无作用力，求2B 的大小。
解：由于r b a <<，故轨道上距O 为R 的某处，涡旋电场强度为22122B r kr E R t R∆==∆方向垂直于R 且沿逆时针方向，故q 逆时针运动。
q 相对O 转过θ∆角时，1B 对其做功为22kr W F x Eq x q R Rθ∆=∆=∆=∆而2B 产生的洛伦兹力及轨道支持力不做功，故q 对O 转过θ角后，其动能为22122k kr Emv W q θ==∆=∑q 的速度大小为v =q 过C 时，()320,1,2,2n n θππ=+=C 处轨道不受力的条件为22mv qvB ρ=其中ρ为C 处的曲率半径，可以证明：2a b ρ=（证明略）将v 和θ的表达式代入上式可得)20,1,2,B n ==2、 两根长度相等，材料相同，电阻分别为R 和2R 的细导线，两者相接而围成一半径为a 的圆环，P Q 、为其两个接点，如图所示，在圆环所围成的区域内，存在垂直于图面、指向纸内的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间增大的变化率为恒定值b 。
已知圆环中感应电动势是均匀分布的，设M N 、为圆环上的两点，M N 、间的圆弧为半圆弧的一半，试求这两点间的电压()M N U U -。
解：根据法拉第定律，整个圆环中的感应电动势的大小2E r b tπ∆Φ==∆ （1） 按楞次定律判断其电流方向是逆时针的，电流大小为 23E EI R R R==+ （2） 按题意，E 被均匀分布在整个圆环上，即MN 的电动势为4E ，NQPM 的电动势为34E ，现考虑NQPM ，在这段电路上由于欧姆电阻所产生电势降落为()22I R R +，故3242M N R U U E R I ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭ （3） 由（1）、（2）、（3）式可得2112M N U U r b π-=-（4） 当然，也可采用另一条路径（MTN 圆弧）求电势差()211424321212N M M N E R E E R U U I E r b U U R π-=-=-===-- 与（4）式相符。
电磁学考试思考题含答案
制流电路与分压电路实验接线的基本原则是什么？电学实验基本的操作规程是什么？按电流的流向逐个进行连接。
1. 规程先接线.后通电源.电线不能和电器并联.ZX21型电阻箱的示值为9563.5Ω，试计算它允许的基本误差，它的额定电流值。
ZX21型电阻箱各档对应的准确度a%为：9x10000~0.1%，9x1000~0.1%，9x100~0.5%，9x10~1%，9x1~2%，9x0.1~5%，最大允许绝度误差ΔR 为ΔR=Rxa%所以该题计算结果为9000x0.1%+500x0.5%+60x1%+3x2%+0.5x5%=12.185 (Ω)当R=9563.5Ω时U B (R)=(9000×0.1%+500×0.1%+60×1.0%+3×2.0%+0.5×5.0%)/3=7.03Ω静电场的描绘1. 如果二电极间电压U 增强一倍，等位线，电力线的形状是否会变化？(正确)2. 如果在描绘圆柱型电容器的等势线时，所用的电压表为1.5级(即ΔU/U m =0.015，U m 为量程电压值)，若ΔR A 和ΔR B 很小，可以略去，求：各种电势等势的半径相对不确定度。
021.0015.0015.0)()()(222002=+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=U U U U U U r r U r r 用惠斯通电桥测电阻1. 假如在测量过程中检流计指针始终偏到某一边，或总不偏转，无法调到平衡试找出其可能的原因(各回答二个原因)。
(正确)2. 箱式电桥中比例臂的选取原则是什么？(正确)3. 为什么要测量电桥的灵敏度？(正确，课本有答案)4. 电桥的灵敏度与哪些因素有关？ (正确，课本有答案)5. 怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差？(正确，课本有答案)6.电桥的灵敏度是否越高越好？为什么？(正确，课本有答案)7.惠斯通电桥实验中检流计在测量电路中的作用是什么？它的表面和指针有什么特点？(不正确)磁场的描绘1.如何证明磁场是符合叠加原理的？(正确)2.亥姆霍兹线圈能产生强磁场吗？为什么？(正确)低电阻的测量3.怎样检验测量到的R x值有否因电阻箱不准而造成的系统误差？怎样消除这的影响？(正确)1.若四端待测低值电阻的电流端、电压端内外接反了（电流方向未错），标准电阻Rs未接反，对实验结果有何影响？为什么？(正确)2.为什么双臂电桥能够大大减小接线电阻和接触电阻对测量结果的影响？(正确)3.为了减小电阻率ρ的测量误差在被测量R X、d和l三个直接测的量中，应特别注意哪个物理量的测量？为什么？4.如果低电阻的电流接头和电压接头互相接错，这样做有什么不好？(正确)电表改装1.零点和满度校准好后，之间的各刻度仍然不准，试分析可能产生这一结果的原因。
全国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考标准答案-力学
全国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-力学————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验二 在气轨上研究瞬时速度【思考题参考答案】1．试测量气轨倾斜角度β，并把实验中所求得的加速度a 和g sin β相比较。
答：测量β的方法：先用匀速法把气垫导轨调节水平，然后，测出两个支点沿气轨的长度L ，测出垫块的高度h ，L h =βsin 。
测量加速度的方法：（1）将两个光电门安放在一定距离的适中位置，读出距离s ，（2）滑块装上U 型挡光片，将光电计时器调节到测两个速度状态，让滑块静止下滑测量经过两个光电门的速度v 1、v 2。
（3）计算加速度a 并与Lh g g =βsin 比较，其中sv v a 22122-=。
注：为消除粘滞阻力影响，可以通过测量四个速度分别计算下滑和上升的加速度。
道理如下：=-=f a a a 下s v v 22122-，s v v a a a f 22423-=+=上，所以sv v v v a 421242322--+= 2．使用平板型挡光片和两个光电门，如何测量滑块通过倾斜气轨上一点A 的瞬时速度。
答：将光电计时器调到测量一个时间间隔状态，在滑块上装平板型挡光片，控制滑块从气轨上一个固定点P 由静止滑下，从挡光片前沿挡第一光电门开始计时，挡第二光电门停止计时，测出时间t ，根据匀变速运动公式，有at v v v B A +==，而()t l at v v v v B =-=+=22选择不同的l ，测出t ，计算出t l v =，在坐标纸上画出v —t 曲线，确定斜率和截距，其斜率的绝对值为a /2，截距为A 点的瞬时速度v 。
【补充思考题】测量气轨的阻尼因数。
滑块在气轨上运动，由于内摩擦和气轨平整度问题，也会有较小的阻力，一般认为阻力与速度方向相反，大小成正比。
即bv f =。
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实验十一学习使用数字万用表【思考题参考答案】1．调节电阻箱的电阻为500和5时，电阻的误差是多大？答：以0.1级为例，以每个接点的接触电阻按0.002为例。
对于500电阻从0和9999接线柱输出，误差为512.0002.06%1.0500R对于5电阻从0和9.9接线柱输出，误差为009.0002.02%1.05R2．电源电压为110V 。
是否可以只用一个电阻箱控制，得到0.5A 的电流？答：若只用一个电阻箱控制，所需电阻为Ω2205.0110R。
这需要电阻箱的100R 档，此档允许电流为0.05A ，实际电流大于额定电流，不能使用。
3．对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程，可能出现的最大数字是多少？最小分辨率是多少？答：最大数字为199.99mV 。
最小分辨率为0.01mV 。
4．使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压，测量值为 1.5V ，测量误差为多少？如果测量值为0.15V ，测量误差为多少？如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ，误差为多少？答：我们以0.5级的三位半表为例，一个字x U U%5.0。
2V 量程测量直流电压 1.5V 时mV mV V U5.815.1%5.02V 量程测量直流电压0.15V 时mV mVVU 8.1115.0%5.0200mV 量程测量直流电压0.15V 时mVmVmVU 9.01.0150%5.0可见，测量小电压尽量选用低量程档。
5．为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻？答：数字万用电表电阻档内置9V 电池，而微安表头内阻在2000左右。
这样测通过表头的电流估计为mA A5.40045.020009，这个电流远大于微安表头的满量程电流。
6．为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻？答：电阻档的使用条件是被测电阻中无电流通过，或者被测电阻两端无电压。
对电源内阻来说，一旦用电阻档测量，电源就为内阻提供了电流，这样容易烧毁电表。
实验十二制流和分压电路【思考题参考答案】1．在连接分压电路时，有人将电源的正、负极经过开关分别连到变阻器的一个固定端和滑动端。
这种连接方法对么？会有什么问题？答：电路如图，这种连接方法不对。
这种电路负载电阻被短路不会分压。
2．有一分压电路如图（实验的那个电路），负载电阻kR L1.5，电压表内阻为kR V10，变阻器电阻为0R 。
（1）若希望分压均匀，应选择哪种规格的变阻器？（a ）A 1,5；（b ）A 5.0,100（c ）A2.0,1000（2）当滑动头分别滑到A 、B 两端时，电压表示数为多少？（3）设电源电压恒定，变阻器按（1）作了正确选择，但是A 端到电源负极的导线断了。
当滑动头滑到B 端时，电压表示数为多少答：（1）这里电压表内阻与负载电阻并联才是真正的负载电阻。
即kR R R VL L 4.3//0，要使分压均匀，200R R L ，兼顾省电，选（c ）。
（2）当滑动头分别滑到A 、B 两端时，电压表示数分别为0和E ；（3）这成了制流电路，当滑动头滑到B 端时，电压表示数为E 。
3．设计固定分压比的分压电路，电源电压 1 V ，1000LR ，要求分压比为1.0Y 。
如果要求分压比001.0Y，电路应如何调整？答：电路如图，分压比为YR R R R L 212//选221R R R L ，则Y R R R L222，即YR R 1000222（1）1.0Y ，可以求出5.522R ，5.447221R R R L （2）001.0Y，可以求出5.02R ，5.499221R R R L [补充思考题]分压电路和制流电路都能控制负载上的电压和流过负载的电流。
使用这两种控制电路有何不同？（想一下什么情况下使用制流电路或分压电路）答：（1）它们的电压调节范围不同，分压电路电压调节范围为0-E ，制流电路调节的负载电压范围为E R R R LL 0-E ；（2）调节的均匀性不同，分压电路20R R L 比较均匀，不影响电压范围，制流电路20R R L 虽然也比较均匀，但值影响电压范围，??EK ABCR LER 1R LR 2调节越均匀输出范围越小；（3）消耗的电功率不同，如果两种电路输出电压范围相同，制流电路比分压电路省电。
实验十四磁电式直流电表的改装【思考题参考答案】1．如果预先不知道表头内阻，能否在改装电压表的同时确定表的内阻。
电路见课本第64页，图14-5。
答：可以。
先将电阻箱R s 调到g I U ，改装后，在输入端加上满量程电压U ，逐步减小R s 使表头满偏。
有U R R I sgg ，s ggR I U R 。
从电阻箱读出Rs 就可以计算内阻。
2．用半偏法测量电表内阻时，如果不满足g R R R 21的条件，应如何计算g R 。
答：见课本第63页图14-2。
满偏时电源端电压为21R R R I gg ，半偏时电源端电压为21//20R R R R I I g R g ，电源电阻不计，有21210//20R R R I R R R R I I gg g R g 又02R I I R R g g 解出21210R R R R R R R g3．在被改装表的零点和满度校准好之后，在零点和满度之间的各刻度仍然不准。
试分析产生这一结果的原因。
答：这有可能是刻度位置不准或者磁场不够径向均匀，后者造成线圈转到不同位置受的磁力矩不够线性，这样线圈在不同位置获得的力矩是不成比例的。
[补充思考题] 用半偏法测量电表内阻时，如果不满足g R R R 21的条件。
定性分析，按半偏法计算g R 时比真值大还是小。
答：比真值小。
分析如下，半偏法给出0R R g 测，当21R R 不够大时，并联0R 后，因总电阻明显减小，即时调节0R 使电流表半偏，干路电流会大于I g ，也就是说2/0g R I I ，从而g R R 0。
【补充思考题】改装欧姆表，学习课本第67-68页实验十五用量程为200mV 的直流数字电压表组装多量程的直流电压表和直流电流表【思考题参考答案】试比较用数字万用电表和磁电式电表分别组装多量程直流电压表和直流电流表的原理有什么不同之处？又有什么相同之处？答：不同之处有：（1）磁电式微安表头的内阻不够大，而数字电压表基本量程的内阻可以看成无穷大。
这样，在用磁电式微安表头改装电表时要考虑内阻的影响；（2）用磁电式微安表头改装电压表是将表头与电阻直接串联分压，改装电流表是将表头与电阻直接并联分流。
而直流数字电压表改装电压表是利用几个电阻串联分压，用200mV 基本量程测量分电压，总电压被扩大。
直流数字电压表改装电流表是将基本量程与相应电阻并联，但基本量程所在支路电流不计，只是实现I -U 转换。
相同之处：电阻串联分压改装电压表，电阻并联分流改装电流表。
[补充思考题]用200mV 直流数字电压表改装欧姆表R 1、R 2组成分压电路，输入端短路时，调节变阻器，使R 2分得的电压为数字电压表满度电压。
接入被测电阻R x 后，R 2分的的电压与R x 有关，达到测量电阻的目的。
短路的电路方程为212R R R R EU g 当被测电阻接入电路时，电路方程为xR R R R R EU 0212所以211R R R R U Ux g实验十七直流平衡电桥【思考题参考答案】1．如果按图（课本第78页图17-2）连接电桥电路，经检查接线无误，接通电源进行测量时却发现如下情况，问，电路有何故障？（注：以数字表200mV 为示零器为例）（1）示零器的示值没有变化；（2）示零器的示值极性不变。
答：（1）有一个桥臂断路，如果示零器上“+”下“”，示值不发生变化，说明R 2或R x 所在桥臂断路；如果示零器下“+” 上“”，示值不发生变化，说明R 0或R 1所在桥臂断路。
（2）比例臂R 1/ R 2数值过大或过小，电桥难于平衡。
2．下列因素是否会加大测量误差？R 1R 2R xR 0COM200mV 数字电压表E（1）电源电压大幅下降；（2）电源电压稍有波动；（3）在测量较低电阻时，导线电阻不可忽略；（4）示零器的灵敏度不够高。
答：（1）（3）（4）会加大测量误差，（2）不会加大测量误差。
【补充思考题】用电桥法测量一个磁电式微安表内阻已知一块电磁式微安表的量程为0~200A ，内阻约为500。
提供的仪器有：电阻箱三个、变阻器（电阻50）、干电池一节、单刀开关两个。
（1）由于微安表不能超过满度值，加在电桥两端电压不能高，用变阻器接成分压器为电桥提供电压；（2）微安表指针不能反转，表的正极通过桥路与电源正极一致；（3）没有示零器，用开关和微安表配合判断平衡；电路如图。
①取比例臂电阻都为500，比较臂电阻在500左右，分压器输出接近零；②合上电源开关，缓慢提高电源输出电压，使微安表有一个较大读数；③合一下平衡指示开关，看微安表示数变化，根据情况调节R 0，直至当合上平衡指示开关前后，微安表示数不变，电桥平衡，进行读数。
实验十八学习使用示波器【思考题参考答案】1．如果示波器良好，但是开机后荧光屏上无光点出现，哪些旋钮不合适会出现这种情况？应怎样调节才能使光点出现？答：水平位移太偏、竖直位移太偏、辉度太低。
使这些旋钮处于适中位置。
2．如果观察到荧光屏上波形不断向右移动，说明锯齿波电压频率是偏高还是偏低？答：偏高3．用示波器观测周期性信号时，信号的频率恒定，改变扫描频率能否使显示的波形周期数变化？保持扫描频率恒定，改变信号的频率能否使显示的波形周期数变化？它们的作用原理有什么不同？上述两种情况下，如果保持示波器的X 增益恒定，那么横坐标每一格代表的时间值是否发生变化？答：第一问：两种情况都能使显示波形的周期数变化。
第二问：第一种情况如果减小扫描速率（即增大扫描周期），显示的波形个数增多；第二种情况增大信号频率，使扫描信号周期与信号周期的整数比增大，显示的波形个数增多。
第三问：第一种情况，横坐标每一格代表的时间值变化，第二种情况，横坐标每一格代表的时间值不变。
实验十九观察电容特性【思考题参考答案】[补充思考题]在观察RC 电路中u c 波形时，连接示波器为什么要共地？R 1R 2R 0I 0E R xI 1 I 2 I x I I g CA B D KK b A +答：实际实验时，在RC 电路两端引进一个方波，相当于能自动短路和加电源，但方波中低电位（电平）定义为零时，高电位（电平）是对信号源的地而言的。
在示波器中显示的信号电位是对自己的地而言的，在显示电容器充电和放电的u c 或u R 波形时，如果共地连接，如图(a)(b)所示，充电使用的电压和充放电过程中u c 或u R 对应的电位才统一，并且这时加在示波器垂直偏转板的信号电压始终是u c 或u R ，从而显示u c 或u R 波形。