题目内容

(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流 电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=              
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量
ΔEp=     ,此过程中物体动能的增量ΔEk=         
③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是           。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于          
(2)(8分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:
A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;
B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;
C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;
D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;
E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;
F.计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为        mm;
(2) 已知电流表的满偏电流为200µA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =         Ω的电阻;
(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )
A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小
B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小
C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大
D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大
(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为         Ω。
(1))① 0.98m/s ②0.49J  0.48J ③过原点的直线,9.8m/s2(每空2分)
(2)1)0.414~0.419  (2分)
(2)9.50×103       (2分)(写成9500、9.50kΩ同样给分;写成9.5 kΩ不给分)
(3)C   (2分)
(4)12.0 (2分)(写成12同样给分)
练习册系列答案
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(Ⅰ)要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻,实验室提供下列器材:
①待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流为2A
②电流表A1量程为0.6A,内阻为0.2Ω
③电流表A2量程为3A,内阻为0.2Ω
④变阻器R1阻值为1-10Ω,变阻器R2阻值为0-1KΩ。
⑤电池 E,电动势为9V,内阻很小
⑥定值电阻 R1=10Ω,R2=100Ω 
⑦开关S1,S2
要求实验时,改变变阻器,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2,利用I1-I2的图象,求出电感线圈的电阻。

(1)实验中定值电阻应选用______,变阻器应选用_________。
(2)请在方框内画上电路图。
(3)I2—I1对应的函数关系式为_____________。
(4)实验结束时应先断开开关_________________。
(5)由I2—I1图象得出的平均值为6.0,则电感线圈的直流电阻为_____________。
(Ⅱ)卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是:做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角θ,现记录实验数据如下:

实验次数
M/×10-2N·m
L/×10-2m
R/×10-4m
θ/度
1
1
5
5
5.1
2
2
5
5
10.0
3
2
10
5
19.9
4
2
10
10
5.0
5
3
10
5
30.2
6
3
15
5
44.9
7
4
20
15
8.9
(1)利用上表实验数据,可以采取____________法,分别研究扭转角θ与M、θ与L、θ与R的关系,进而得出θ与M、L、R的关系是________________。
(2)用上述材料做成一个长为0.4m,半径为0.002m的圆柱体,在下端面固定,上端面受到M=4×10-2N·m的扭转力矩作用下,上端面将转过的角度是________。
(3)若定义扭转系数,则K与R、L的关系是______________。
(4)根据上述结果,为提高实验的灵敏度,卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_______(选填“长”或“短”)一点、截面_______一点(选填“粗”或“细”)的石英丝。

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