电源（电动势），滑动变阻器（阻值范围），电流表（量程，），电压表（量程，），开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。回答下列问题：

（1）按照实验要求在图（a）中画出实物连线图。

（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为，电流表的示数

始终接近0。写出产生这种现象的一个原因：_______________。

（3）在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示。由图可知，电压表读数为_______V，电流表读数为______A。由此可得待测电阻的阻值为_____Ω（结果保留3位有效数字）。

【答案】（1）实物连线图见解析（2）待测电阻R出现断路（3）；；

【解析】（1）因为待测电阻（阻值约为），电源（电动势），则可估算

电路中的最大电流为：，所以电流表选的量程；

根据精确性原则，电压表选的量程；实验要求在测量电路中将电

流表外接，滑动变阻器起限流作用，则实物连线图如下图所示：

（2）由于电流表的示数始终接近0，则可知电路出现断路故障，又电压

表的示数始终约为，根据电压表的改装原理可知，电压表与电源

肯定构成了回路，则可判断出待测电阻出现断路故障；

（3）根据实验原理，由图示电压表可知，其量程为，分度值为，示数为；由图示电流表

可知，其量程为，分度值为，示数为；根据欧姆定律可知，，

则待测电阻的阻值为。

【点评】在连线图时要注意选择电流表和电压表的量程，掌握故障分析的方法，读数时理清每一格表示多少，从而进行读数。

四、计算题：本题共2小题，共26分．把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．

13．【2017年北京，13，10分】如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距

为，左端连有阻值为的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度

大小为、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度向右进入磁场区域，做

匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导

轨始终保持垂直且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。求金属杆运动到

磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率。

解：设磁场区域长为，因为金属杆以速度向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图

中虚线位置）时速度恰好为零，根据匀变速直线运动学公式有：，则金属杆运动到磁场区域正

中间时有：，联立解得：，则此时金属杆切割磁感线产生的感应电动势为：

，根据欧姆定律可知此时回路中的电流大小为：，则金属杆所受安培力的

大小为：；此时回路中的电流为，则此时的电功率为：。

【点评】考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内容，掌握安培力的表达式，理解运动学公式的应用，注意电功率的内容。

14．【2017年北京，14，16分】一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另

一端和质量为的小物块相连，如图所示。质量为的小物块紧靠静止在斜面

上，此时弹簧的压缩量为，从时开始，对施加沿斜面向上的外力，使始终做

匀加速直线运动。经过一段时间后，物块、分离；再经过同样长的时间，距其出

发点的距离恰好也为。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为。求：

（1）弹簧的劲度系数；

（2）物块加速度的大小；

（3）在物块、分离前，外力大小随时间变化的关系式。

解：（1）刚开始时弹簧压缩量为，根据平衡条件和胡克定律得，解得：。