题目内容
(1)为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合外力成正比”,一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中.
①在图乙中作出a-F图线;
②由a-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了 这个步骤;
③根据a-F图线可以求出系统的质量是 (保留两位有效数字).
(2)电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:与A1规格相同
滑动变阻器R1:阻值0~20Ω
电阻箱R2:阻值0~9999Ω
保护电阻R3:阻值约为3kΩ
电源:电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图丙所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,他设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
②电路完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到 (填“最大”或“最小”)
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A2的示数 ,读出此时电阻箱的示数R2,则电流表A1内电阻 r= .
①在图乙中作出a-F图线;
②由a-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了
③根据a-F图线可以求出系统的质量是
(2)电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:与A1规格相同
滑动变阻器R1:阻值0~20Ω
电阻箱R2:阻值0~9999Ω
保护电阻R3:阻值约为3kΩ
电源:电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图丙所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,他设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
②电路完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A2的示数
分析:(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.作出a-F图线应该采用描点法拟合呈一条倾斜的直线.
(2)由图示可知,实验应用半偏法测电流表内阻,为方便操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器,由于电流表内阻远大于滑动变阻器电阻,滑动变阻器应采用分压接法,据此作出实验电路图.根据电路图与半偏法测电阻的原理设计实验步骤.
(2)由图示可知,实验应用半偏法测电流表内阻,为方便操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器,由于电流表内阻远大于滑动变阻器电阻,滑动变阻器应采用分压接法,据此作出实验电路图.根据电路图与半偏法测电阻的原理设计实验步骤.
解答:解:①如图
②从上图中发现直线没过原点,当F≤0.12N时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力将绳子的拉力抵消.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.
③根据a-F图线可以求出a-F图线的斜率即物体质量的倒数.所以质量m=
=0.31kg
(2)①为方便实验操作,滑动变阻器选择R1:阻值0~20Ω,电流表电阻远大于滑动变阻器最大阻值,
为多次测量,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示.
②根据实验电路、半偏法测电笔内阻的原理,实验步骤如下:
a、将变阻器R1的滑动端移到左端,电阻箱的阻值调到最大.
b、闭合开关S1、S,调节变阻器,使两电流表指针有较大的偏转,记录电流表A2的示数I.
c、断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱,使电流表A2的示数再次为I.
读出此时电阻箱的示数R2,R2的大小为电流表A1内电阻r.即r=R2.
故答案为:(1)①如图②平衡摩擦力③0.31kg (0.30 kg~0.33 kg);
(2)①完成电路如图 ②a.最大c.再次为I(或仍为I)R2.
②从上图中发现直线没过原点,当F≤0.12N时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力将绳子的拉力抵消.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.
③根据a-F图线可以求出a-F图线的斜率即物体质量的倒数.所以质量m=
0.4-0.12 |
0.9 |
(2)①为方便实验操作,滑动变阻器选择R1:阻值0~20Ω,电流表电阻远大于滑动变阻器最大阻值,
为多次测量,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示.
②根据实验电路、半偏法测电笔内阻的原理,实验步骤如下:
a、将变阻器R1的滑动端移到左端,电阻箱的阻值调到最大.
b、闭合开关S1、S,调节变阻器,使两电流表指针有较大的偏转,记录电流表A2的示数I.
c、断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱,使电流表A2的示数再次为I.
读出此时电阻箱的示数R2,R2的大小为电流表A1内电阻r.即r=R2.
故答案为:(1)①如图②平衡摩擦力③0.31kg (0.30 kg~0.33 kg);
(2)①完成电路如图 ②a.最大c.再次为I(或仍为I)R2.
点评:知道实验原理是正确设计实验电路图、补充实验步骤的关键.
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