题目内容
【题目】如下图所示是电子拉力计的示意图,金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1之间的摩擦不计)。定值电阻R0;电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的(类似于滑动变阻器),其长度为10cm,总阻值R1=300Ω,电源电动势E=3V,内阻不计。理想电流表的量程为0~100mA。当拉环不受拉力时,触头P刚好不与电阻R1接触(即电路断开)。弹簧的劲度系数为10000N/m。
(1)电路中连入的R0阻值应为_____Ω,才能保证拉环最大拉力时(在测量范围内),刚好达到电流表量程
(2)保证第一问中R0阻值不变,设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值,那么在原电流表的40mA处应改为_____N。分析可知,拉力计的刻度是_____(填写“均匀”或“不均匀”)
【答案】 30 850 不均匀
【解析】试题分析:(1)电路中连入的目的是对电流表起保护作用,防止短路,烧坏电流表;故电路中电流应小于电流表的最大量程;(2)由图可知定值电阻与可变电阻组成串联电路,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联特点求出变阻器接入电路电阻的大小,再根据题意求出弹簧的伸长的长度,根据图乙得出拉力的大小.
(1)电路中连入的目的是对电流表起保护作用,防止当P移动到的最右端时电流表被烧坏;故至少为
(2)当时,电路中的总电阻,电阻丝接入电路的电阻,因,即,解得,所以弹簧伸长的长度,则弹簧弹力的大小为 ,由上得 ,可知,F与I是非线性关系,电流表的刻度是均匀的,故拉力计的刻度是不均匀.
【题目】某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”,实验装置如图所示,实验过程如下(“+、-”表示速度方向):
实验1 使m1=m2=0.25kg,让运动的m1碰静止的m2,碰后两个滑块分开.数据如表1.
表1
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.110 | 0 | 0 | +0.109 |
(1)根据这个实验可推知,在实验误差允许的范围内:
①碰前物体的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的速度;
②碰前物体的动能________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的动能;
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv.
实验2 使m1=m2=0.25kg,让运动的m1碰静止的m2,碰后m1、m2一起运动.数据如表2.
表2
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.140 | 0 | +0.069 | +0.069 |
(2)根据这个实验可推知
①碰前物体的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和;
②碰前物体的动能________(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和;
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和.
实验3 使2m1=m2=0.5kg,让运动的m1碰静止的m2,碰后m1、m2分开.数据如表3.
表3
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.120 | 0 | -0.024 | +0.071 |
(3)根据实验数据可推知,在误差允许范围内:
①碰前物体的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和;
②碰前物体的动能________(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和;
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和.
(4)还进行了其他情景的实验,最终在实验中发现的“不变量”是________.
(5)在“探究碰撞中的不变量”实验中,关于实验结论的说明,正确的是________.
A.只需找到一种情景的“不变量”即可,结论对其他情景也同样适用
B.只找到一种情景的“不变量”还不够,其他情景未必适用
C.实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D.进行有限次实验找到的“不变量”,具有偶然性,结论还需要检验