题目内容

如图所示，图甲是某同学自制的电子秤原理示意图．目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力．
（1）推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式
U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
；
（2）为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图．
（3）求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式
U=
gERm
kL(R+R0+r)
U=
gERm
kL(R+R0+r)
．
分析：根据欧姆定律求得电路的电流，再根据弹簧弹力等于重力，电阻与长度的关系列式即可求解．
解答：解：（1）根据欧姆定律得I=
E
R1+R0+r
，
又因kx=mg，而R1=
x
L
R，U=IR1，
解得：U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
（2）因为U=IR1，所以为使电压表示数与待测物体质量成正比，则电压表要测量R1两端的电压即可，
改装电路如图所示：

（3）同理求得：U=
gERm
kL(R+R0+r)

故答案为：（1）U=
gERm
mgR0+kL(R0+r)
．；（2）如图所示；（3）U=
gERm
kL(R+R0+r)
点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律和胡克定律的直接应用，难度适中．
练习册系列答案
相关题目
甲、乙两人同时从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，某时刻他们的位置如图所示，图中能正确反映两人运动距离与时间关系的是（　　）

1．在做“验证牛顿第二定律”的实验时(装置如图所示)：

(1)下列说法中正确的是________．

(A)平衡运动系统的摩擦力时，应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上

(B)连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行

(C)平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动

(D)小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车

(2)研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：________．

(A)用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量．

(B)按图装好实验器材．

(C)把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶．

(D)将打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量．

(E)保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验．

(F)分析每条纸带，测量并计算出加速度的值．

(G)作a－M关系图像，并由图像确定a、M关系．

①该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．

②在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．

③在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．

2．利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时：

(1)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为下图所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图像为图中的直线．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大．明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是________．

(A)实验前甲同学没有平衡摩擦力

(B)甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了

(C)实验前乙同学没有平衡摩擦力

(D)乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了

(2)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于始终没有满足M》m(m为砂桶及砂桶中砂的质量)的条件，结果得到的图像应是如下图中的图________．

(3)在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于始终没有满足M》m的关系，结果应是下图中的图________．

(1)、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示。

①令单缝宽度为，双缝距离为，双缝与屏距离为，当采取下列四组数据中的哪一组时，可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹                                               
A．   
B．    
C．     
D．    

②用某种单色光照射双缝得到如图甲所示的干涉条纹，则分划板在图甲中A、B位置时，游标卡尺读数分别为xA=________ mm，xB="________" mm，相邻两条纹间距Δx=_________mm。
③如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下波长的测 量值_____________实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
(2)、某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1。为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有：

直流电源E，电压6V，内阻不计；
小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3k；
电压表V2，量程0～6V，内阻约15k；
电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1；       电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5；
滑动变阻器R，0～10，2A；            电键S一只，导线若干。
①首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻。根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选        。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻        ，这个结果比真实值偏         （选填“大”或“小”）。
②在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。（标明所选器材的符号）
③当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是     W。

（9分）某实验探究小组要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：

A．待测干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）

B．电压表V（0～1.5V）

C．电阻箱R（0～999.9Ω）

D．电键和导线若干

该小组根据以上实验器材设计了如图所示的电路来测量电源的电动势和内阻。

（1）实验的主要步骤如下：

①按照电路图连线；

②调节电阻箱R的阻值至最大值；

③将开关S闭合，逐渐调节电阻箱R，记下此时电阻箱的阻值和电压表的示数如下表所示：

次数

1

2

3

4

5

6

电阻箱读数R/Ω

20

15

10

5

2

1

电压表读数U/V

1.37

1.35

1.33

1.27

1.12

0.93

/Ω-1

0.05

0.067

0.1

0.2

0.5

1

/ V-1

0.73

0.74

0.75

0.79

0.89

1.07

④为了利用图像法处理数据，该小组的同学画出了U—R（如图甲所示）和（如图乙所示）坐标图，请你帮助该小组同学，利用表格中的有关数据，在U—R和坐标图中描点、连线。

（2）为了能根据图象较直观地求出干电池的电动势和内阻，两个图像比较合适的是         （选填“甲”或“乙”）。

（3）根据你所选择的合适的图像，该干电池的电动势为       V；内阻为     Ω。

 

 

 (1)、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示。

①令单缝宽度为，双缝距离为，双缝与屏距离为，当采取下列四组数据中的哪一组时，可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹                                               

A．   

B．    

C．     

D．    

②用某种单色光照射双缝得到如图甲所示的干涉条纹，则分划板在图甲中A、B位置时，游标卡尺读数分别为xA=________ mm，xB="________" mm，相邻两条纹间距Δx=_________mm。

③如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下波长的测 量值_____________实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”）

(2)、某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1。为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有：

直流电源E，电压6V，内阻不计；

小直流电动机M；

电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3k；

电压表V2，量程0～6V，内阻约15k；

电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1；       电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5；

滑动变阻器R，0～10，2A；            电键S一只，导线若干。

①首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻。根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选        。若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻        ，这个结果比真实值偏         （选填“大”或“小”）。

②在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。（标明所选器材的符号）

③当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是     W。

 

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网