Question

（2011?双流县模拟）（1）在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有

AC

．（填选项代号）
A．电压合适的50HZ交流电源    B．电压可调的直流电源      C．刻度尺     D．秒表         E．天平
（2）图示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示（单位：cm）．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v₄=

0.41

m/s，小车的加速度大小a=

0.76

m/s²（注意：保留两位有效数字）．

（2）两位同学在实验室中利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R₀、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V₁的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V₂的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示两条U-I图线．回答下列问题：
（1）根据甲、乙两同学描绘的图线，可知

AD

A．甲同学是根据电压表V₁和电流表A的数据
B．甲同学是根据电压表V₂和电流表A的数据
C．乙同学是根据电压表V₁和电流表A的数据
D．乙同学是根据电压表V₂和电流表A的数据
（2）图象中两直线的交点表示的物理意义是

BC

A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端      B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5W          D．电源的效率达到最大值
（3）根据图（b），可以求出定值电阻R₀=

2.0

Ω，电源电动势E=

1.5

V，内电阻r=

1.0

Ω．（保留两位有效数字）
（4）该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由

Answer 1

分析：应明确打点计时器的工作原理，熟记通过纸带求瞬时速度和求平均加速度的方法．明确两种U-I图象的区别与应用，及有关电源增大输出功率条件和效率求法．

解答：解：（1）①、用打点计时器测定匀变速直线运动加速度时需要用交流电源和刻度尺，不需要秒表，也不用测物体的质量，故应选AC．
   （2）②、由“在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度”知，v₄=

14.55-6.45

0.2

×0.01m/s=0.41m/s，
再由△x=

at

2

得，用“二分法”，取0到3与3到6两段分析，即

x

1

=6.45cm，

x

2

=（19.70-6.45）=13.25cm，t=3×0.1s=0.3s，则由△x=

x

2

-

x

1

=a

t

2

，得a=

x   2 -x   1

t 2

，代入数据可求出：a=0.76m/s²．
（2）①、由欧姆定律知故U=RI，可见一段导体的U-I图象是一过原点的倾斜直线，故乙同学是根据电压表V₂和电流表A的数据，所以D正确C错误，再由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir=-rI+E，可知若U-I图象是一往下倾斜的直线，其斜率大小即为电源内阻r，纵轴截距即为电源电动势E，即甲图象是表示电源的，结合电路图可知甲同学是根据电压表V₁和电流表A的数据，故A正确B错误D，故应选AD．
②、由上面分析知，图象中两直线的交点表示导体与电源接在了一个电路中，即说明滑动变阻器被短路，也就是滑动触头滑到了最左端，故A错误；
再由U-I图象可读出两条线交点坐标为U=1.0V，I=0.5A，所以功率为：P=UI=1.0×0.5W=0.5W，故C正确；
因

R

0

=

U

I

=

1.0

0.5

Ω=2Ω，又电源内阻r=

1.5-1.0

0.5

Ω=1Ω，因R＞r时，R越小电源的输出功率越大，故B正确；
由电源效率η=

P   出

P   总

=

R

R+r

知当滑动变阻器被短路时电源效率应变小，故D错误，本题正确选项是BC．
③、根据图线乙可求出

R

0

=2.0Ω，根据图线甲可求出E=1.5V　r=1.0Ω．
④、由上面分析知，当滑动变阻器被短路时电流表的最大值为0.5A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6A．
故答案为（1）①AC，②0.42，0.76
         （2）①AD，②BC，③2.0，1.5，1.0，④不能

点评：要记住用“二分法”求平均加速度的方法；记住电源输出功率

P

出

随外电阻R的变化图象，特别是当R=r时电源的输出功率最大．