题目内容
(1)如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与打点计时器相连,打点计时器接50HZ交流电.小车的质量为m1,小桶及砝码的总质量为m2,实验过程中用小桶和砝码受到的重力当作小车所受的合外力.
①下列说法正确的是______.
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先接通打点计时器电源,再释放小车
C.本实验m2应远大于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-图象
②实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a一F图象,可能是图2中的图线______.(选填“甲”、“乙”、“丙”)
③如图3所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小______m/s2.(结果保留三位有效数字)
(2)在“测定某电阻丝的电阻率”实验中①用螺旋测微器测量电阻丝直径,如图4所示,则电阻丝的直径是______ mm.
②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值,已知电阻丝阻值很大,约为20kΩ.下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是______(填写相应的字母)
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度
b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔
c.旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的“×1k”挡
d.旋转选择开关,使其尖端对准“OFF”挡,并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值,实验室提供下列可供选用的器材:
电压表V(量程3V,内阻约50kΩ)
电流表A1(量程200 μA,内阻约200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻约1Ω)
滑动变阻器R(最大值500Ω)
电源E(电动势4.5V,内阻约0.2Ω)
开关S导线
a.在所提供的电流表中应选用______(填字母代号).
b.在图5的虚线框中画出测电阻的实验电路.
④根据上面测得的数据,即可求出该电阻丝的电阻率,若测得电阻丝长度为L,直径为d,在③中正确操作后得到电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝的电阻率为______.
解:(1)①A:平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A错误.
B:实验时应先接通电源后释放小车,故B正确.
C:让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,因为:际上绳子的拉力F=Ma=,故应该是m<<M,即m1应远大于m2,故C错误.
D:F=ma,所以:a=,当F一定时,a与成正比,故D正确.
故选BD.
②遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为丙.
③每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔:T=0.1s,
根据图中数据可得:x1=0.72cm;x2=0.91cm;x3=1.11cm;x4=1.30cm
根据逐差法有:
a1=
a2=
所以a==0.195m/s2
(2)①固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.141mm,则直径为0.641mm.
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻Rx,合理顺序为:
第一步:旋转s至欧姆挡“×lk”.因为欧姆挡的中值电阻为十几欧,选择“×lk”挡,指针可指在刻度盘中央附近,测量误差较小.
第二步:欧姆调零:将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
第三步:测量并读数:将两表笔分别连接到Rx,的两端,读出阻值后,断开两表笔.
第四步:旋转S至“OFF”,并拔出两表笔.
故合理的步骤为cabd.
③电源电动势为4.5V,电阻丝阻值很大,约为20kΩ,所以最大电流约为I==
故选电流表A1,
因为电流变内阻比待测电阻的阻值小的多,所以用电流表内接法,电压变化范围要尽量大,所以滑动变阻器应用分压式,电路图如图所示:
④根据欧姆定律得:R=
R=
所以
故答案为:(1)①BD ②丙 ③0.195
(2)①0.641 ②cabd
③a.A1;b.测电阻的实验电路如图;④
分析:(1)①实验时需要提前做的工作有两个:①平衡摩擦力,且每次改变小车质量时,不用重新平衡摩擦力,因为f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了.②让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,
②如果没有平衡摩擦力的话,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.
③利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小,
(2)①螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成.电表读数时要注意量程和最小分度
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻Rx,S可分四步
第一步:旋转s至欧姆挡“×lk”.因为欧姆挡的中值电阻为十几欧,选择“×lk”挡,指针可指在刻度盘中央附近,测量误差较小.
第二步:欧姆调零;
第三步:测量并读数;
第四步:旋转S至“OFF”,并拔出两表笔.
Rx的测量值等于指示值乘以倍率.
③电路分为测量电路和控制电路两部分.测量电路采用伏安法.根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表外接法.根据变阻器总电阻与待测电阻的关系,选择变阻器的接法;
④根据欧姆定律求出电阻,根据R=求出电阻率.
点评:(1)会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,且会根据原理分析实验误差.
(2)测量电阻最基本的原理是伏安法,电路可分为测量电路和控制电路两部分设计.测量电路要求精确,误差小,可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表内、外接法.控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法.
B:实验时应先接通电源后释放小车,故B正确.
C:让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,因为:际上绳子的拉力F=Ma=,故应该是m<<M,即m1应远大于m2,故C错误.
D:F=ma,所以:a=,当F一定时,a与成正比,故D正确.
故选BD.
②遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为丙.
③每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔:T=0.1s,
根据图中数据可得:x1=0.72cm;x2=0.91cm;x3=1.11cm;x4=1.30cm
根据逐差法有:
a1=
a2=
所以a==0.195m/s2
(2)①固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.141mm,则直径为0.641mm.
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻Rx,合理顺序为:
第一步:旋转s至欧姆挡“×lk”.因为欧姆挡的中值电阻为十几欧,选择“×lk”挡,指针可指在刻度盘中央附近,测量误差较小.
第二步:欧姆调零:将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
第三步:测量并读数:将两表笔分别连接到Rx,的两端,读出阻值后,断开两表笔.
第四步:旋转S至“OFF”,并拔出两表笔.
故合理的步骤为cabd.
③电源电动势为4.5V,电阻丝阻值很大,约为20kΩ,所以最大电流约为I==
故选电流表A1,
因为电流变内阻比待测电阻的阻值小的多,所以用电流表内接法,电压变化范围要尽量大,所以滑动变阻器应用分压式,电路图如图所示:
④根据欧姆定律得:R=
R=
所以
故答案为:(1)①BD ②丙 ③0.195
(2)①0.641 ②cabd
③a.A1;b.测电阻的实验电路如图;④
分析:(1)①实验时需要提前做的工作有两个:①平衡摩擦力,且每次改变小车质量时,不用重新平衡摩擦力,因为f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了.②让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,
②如果没有平衡摩擦力的话,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.
③利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小,
(2)①螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成.电表读数时要注意量程和最小分度
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻Rx,S可分四步
第一步:旋转s至欧姆挡“×lk”.因为欧姆挡的中值电阻为十几欧,选择“×lk”挡,指针可指在刻度盘中央附近,测量误差较小.
第二步:欧姆调零;
第三步:测量并读数;
第四步:旋转S至“OFF”,并拔出两表笔.
Rx的测量值等于指示值乘以倍率.
③电路分为测量电路和控制电路两部分.测量电路采用伏安法.根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表外接法.根据变阻器总电阻与待测电阻的关系,选择变阻器的接法;
④根据欧姆定律求出电阻,根据R=求出电阻率.
点评:(1)会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,且会根据原理分析实验误差.
(2)测量电阻最基本的原理是伏安法,电路可分为测量电路和控制电路两部分设计.测量电路要求精确,误差小,可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表内、外接法.控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法.
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