固定半导体激光器，转动三棱镜，使出射光点向偏向角减小的方向移动。
试题二
（考试时间60分钟）
实验装置说明：
通电长线圈内具有相对均匀的磁场，当线圈内的电流方向确定后，线圈两端的极性可通过右手螺旋法则判断得到S和N极，现将通电长线圈竖直放置，并与游标卡尺上的游标固定在一起能上下移动。另外，有一块小磁铁挂在一根弹簧的下垂端，当下垂的磁铁靠近长线圈上端时，磁铁与通电线圈产生的磁场间会有相吸或相斥的现象。（桌上放置有实验装置图和游标卡尺的使用说明图） 题意：
用以上的实验装置，测出弹簧下小磁铁与通电线圈间相吸或相斥时的变化参数，即测出线圈内的电流I与弹簧伸缩变化L间的关系图（L—I图），并用此实验原理和方法再测量某一未知的电流值IX（IX由监考教师提供），将作图得到的IX与通过取样电阻测出的相应未知电流IY作比较，根据下式，得到电流的相对误差E。
E?Ix?IyIy100%
实验器材：
取样固定电阻一个、数字式电压表、直流电源（连续可调）、实验装置（内含弹簧、悬挂托盘、小磁铁、长线圈、游标卡尺等）、开关、导线若干根。
提示与注意：
1． 对弹簧下小磁铁与通电线圈间相吸或相斥参数的测定，应尽可能在小范围的
2． 3．
匀强区域内进行。
直流电源的输出电压不要超过20伏。
取样电阻在较大电流下工作时会有发热现象，请同学们不要用手去摸。
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实验要求：
一．按给出的实验装置图进行组合，设计一个符合测量要求的方案，包括画出实验线路图，
写出实验方法或步骤。
二．测出I与L间的关系，作出L—I图。
用心 爱心 专心 - 6 -
三．由作图得到未知电流IX；并由取样电阻上测出电流IY，计算其相对误差E。
上海市第二十一届初中物理竞赛（大同中学杯）决赛
试题二评分细则 2007年4月
学校 准考证号 姓名 成绩 监考教师 实验要求 评分细则 得分
用心 爱心 专心 - 7 -
1.正确画出 实验线路 一、画出实 图。 （1）正确画出实验线路图，得5分。 （2）线路回路中未画出取样电阻，扣5分。 （3）线路回路中未画出取样电阻两端的电压表，扣2分。 分 分 验线路图， （5分） 并写出实2.写出正确（1）写出正确的定标方法，即测出I与L间的关系，得验方法。 的实验方5分。 （15分） 法或步骤。 （2）写出正确的测量未知电流Ix方法，得3分。 （10分） （3）写出正确的测量未知电流Iy的方法，得2分。 二、测出 I与L间的数据，通过作图法得到斜率（25分） 1．正确测量 （1）根据设计的方案，能正确接线，得5分。 ΔI与ΔL （2）能正确调节和测量线圈内的电流值，得5分。 间的数据。 （3）能正确测出L值，得5分。 （15分） 分 分 分 分 2．正确作图， （1）能正确绘出L—I的关系图，得5分。 并正确计算（2）能正确计算出斜率，得5分。 出斜率。 （10分） 1.能正确测量未知电流Ix和Iy。 （10分） （1）能正确从作出图上得到未知电流值Ix，得5分 （2）能正确测出未知电流值Iy，得5分 允许的相对误差在?15％以内， 三、测出未知的电流值Ix和Iy。（10分） 合计总分
参考答案：
一、设计一个符合测量要求的方案，包括画出实验线路图，写出实验方法或步骤；
实验线路图：
弹簧 游标卡尺 磁铁 V 用心 爱心线圈 专心 电压表 - 8 -
电源 开关 取样电阻
实验方法或步骤：
1．按上图线路部分接线；
2．接通开关后调节电源输出电压；
3．测出取样电阻两端的电压，并以其电压除以电阻后得到线圈内的电流值Iy； 4．调节游标卡尺上的游标，将线圈内竹尖的上端刚好碰到磁铁；
5．每次改变线圈内的电流I后，线圈上端产生的磁场力会作用于磁铁，并引起弹簧的伸 长或收缩L。 6．作出L—I关系图，并求出斜率。
7．将通电线圈接到另一未知的电源上，根据得到的斜率和伸缩量ΔL，由图上得到未知电流Ix值。 8．由给出的计算式，得到电流的相对误差。
二、测出ΔI与ΔL间的关系数据，通过作图法得到斜率。 （1）参考数据： I（A） 0．00 0．07 0．15 L（mm） 6．72 6．90 7．20 I（A） 0．73 0．80 0．92
（2）作出L与I关系图：
用心 爱心 专心
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0．26 0．39 0．47 0．55 0．60 0．68 7．66 8．14 8．48 8．84 9．08 9．32 L（mm） 9．50 9．92 10．38 ΔL(mm)
ΔI（A）
（3）得到弹簧的斜率为4.33mm/A
三、测出未知的电流值Ix和Iy。
由计算得到线圈内的电流为0．75A，而由弹簧的伸长测出的电流值为0．79A，计算出
电流的相对误差为5．3%。 用心 爱心 专心 - 10 -