题目内容

精英家教网Ⅰ.在做“单摆测重力加速度”的实验中,某同学测出不同摆长对应的周期T,作出L-T2图线,如图所示.利用图线上任意两点坐标(x1,y1,),(x2,y2),可求得g=
 
,如该同学测摆长时漏加了小球半径,而其他测量计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述方法算得g 值和真实值相比
 
(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
Ⅱ.实验室内有一电压表mV(量程500mV,内阻约为500Ω)现要测其内阻Rv,实验室还提供下列器材:
干电池E(电动势约3V,内阻较小)滑线变阻器R(0-10Ω)
标准电流表A(量程15mA,内阻约为100Ω)
定值电阻R2(电阻为500Ω)
定值电阻R3(电阻为40Ω)
开关及导线若干
(1)请你设计一种尽可能精确地测定电压表mV内阻Rv的测量电路,要求在测量中各电表的读数均不小于其量程的1/3,把实验电路原理图画在虚线方框内(标明各元件的符号)
(2)写出需要测量的物理量
 
;写出须直接应用的已知物理量
 
(均用文字和字母表示)
(3)用这些物理量计算电压表mV的内阻Rv的表达式为RV=
 
分析:本题Ⅰ的关键是根据单摆周期公式求出L与
T
2
 
的函数关系,即可得出斜率的物理意义,然后解出g的表达式即可.
本题Ⅱ的关键是通过估算电流表的满偏电压与待测电压表的满偏电压相接近,可考虑将电压表与定值电阻
R
 
2
串联后再与电流表并联,由于变阻器的全电阻太小,所以变阻器应用分压式接法,然后画出电路图即可求解.
解答:解:Ⅰ、由T=2π
L
g
,可得L=
gT
2
 
4
π
2
 
=
g
2
 
T
2
 
,所以
g
2
 
=k=
y
 
2
-y
 
1
 
 
x
 
2
-x
 
1
,解得g=
2
 
(y
 
2
-y
 
1
)
x
 
2
-x
 
1

由于公式中的L应是悬点到球心间的距离,所以若漏加小球的半径,则算出的g值应小于真实值.
Ⅱ、(1)根据欧姆定律可求出电流表的满偏电压为
U
 
A
=
I
 
A
R
 
A
=15×100mV=1500mV,大于待测电压表电压,所以可以将电压表与定值电阻
R
 
2
串联使用,则此时电压表和定值电阻的满偏电压为U=
500
500
×(500+500)
mV=1000mV>
1
3
×1500
mV,所以可行;由于变阻器的全电阻远小于电压表内阻,所以变阻器应用分压式接法,电路图如图所示:
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(2)由欧姆定律可得:I
R
 
A
=
U
R
 
V
(R
 
V
+R
 
2
)
,所以需要测量的物理量是电流和电压;必须直接应用的物理量是电流表内阻
R
 
A
,电压表内阻
R
 
V
和定值电阻
R
 
2

(3)由I
R
 
A
=
U
R
 
V
(R
 
V
+R
 
2
)
可得,
R
 
V
=
UR
 
2
IR
 
A
-U

故答案为:Ⅰ
2
 
(y
 
2
-y
 
1
)
x
 
2
-x
 
1
,小于
Ⅱ(1)如图;
           (2)电流和电压;电流表内阻
R
 
A
,电压表内阻
R
 
V
和定值电阻
R
 
2

           (3)
UR
 
2
IR
 
A
-U
点评:遇到有关图象问题,要根据物理规律求出关于纵轴物理量与横轴物理量的表达式,然后根据斜率和截距的物理意义即可求解;对电学实验题,要注意电表的反常规接法,即电流表与电压表可以并联(或串联)使用.
练习册系列答案
相关题目
I、在“用单摆测重力加速度”的实验中,下列说法中正确的是
 

A.在组装单摆时,让细线的一端穿过摆球的小孔,然后,打一个比小孔大的线结,线的另 一端用铁夹固定在铁架台上,这样做是为了保证摆球在同一竖直平面内摆动,不形成圆锥摆
B.在组装好单摆后,让摆球自由下垂,如果用米尺量出悬点到摆球的最低端的长度为l,用螺旋测微器测出摆球的直径为d,那么,单摆的摆长为l+
d
2

C.在记录单摆的摆动次数时,是从摆球通过平衡位置开始计_,记下摆球每次沿同一方向通过平衡位置的次数n,同时用停表测出所用的时间t,那么,单摆的周期为
t
n

D.在记录单摆的摆动次数时,是从摆球通过平衡位置开始计时,同时将此次通过最低点 记为第一次,记下摆球每次沿同一方向通过平衡位置的次数n,用停表测出所用的时间t,那么,单摆的周期为
2t
n-1

II、如图1所示,是某实验小组用光电计时器(图中未画出),来“探究加速度与力、质量的关 系”和“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验 装置图.
(1)在这两个实验中,关于“平衡摩擦力”的说 法中正确的是
 

A.平衡摩擦力后,如果改变小车或砝码盘中砝码的质量,需要重新平衡摩擦力
B.平衡摩擦力的实质是小车的重力沿木板方向的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡
C.平衡摩擦力要达到的标准是在砝码盘和砝码的牵引下,小车带动纸带从长木板的一 端向有定滑轮的另一端匀速滑下
D.撤掉砝码盘和细绳,若小车拖着纸带沿长木板滑下时,打点计时器在纸带上打出点的 间距是均匀的,就箅完成了“平衡摩擦力”
(2)如图2所示,是用来“探究加速度与力、质量的关系”的 实验装置简易放大示意图图中MN是水平桌面,PQ为长木 板,“1”和“2”是固定在长木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出),它们之间的距离为 0.50m.在安装好实验装置后,将小车A放在光电门“1”的上 方,使它在绳子牵引力的作用下,从静止开始沿长木板做匀加速直线运动,测得小车A通过光电门“1”的时间为0.20s,通过光电门“2”的时间为0.1Os.则:
①如图3所示,是小车上的挡光片的宽度用游标卡尺测得的示意 图.由图可知,挡光片的宽度为
 
mm.
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②小车通过光电门“2”的速度大小为
 
m/s(保留二位有效数字).
③小车的加速度大小为
 
m/s2(保留二位有效数字).
④在该实验中,如果小车及车上的砝码的总质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,那 么,下列图象中不可能出现的是
 

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(3)如图所示,是在“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验中,得到的一条纸带,其 中,O为起始点,A、B、C、D、E依次为相邻的计数点,相邻两个计数点之间还有n个点未标出.如果打点计时器使用的交流电的频率为f,小车和 砝码的总质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,那么,在满足实验要求的条件情况下,需要探究的表达式是
 
(用题中和图中的字母表示).

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