题目内容

(1)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:
①纸带的______端(选填“左”或“右”)与重物相连;
②根据图上所得的数据,从O点到B点,重物重力势能减少量△EP=______J,动能增加量△EK=______J;(结果取3位有效数字)
③实验的结论是______.
(2)有一阻值 在100~200Ω之间,额定功率为的电阻,现用伏安法较准确测定它的阻值,实验室中备有:
A.量程为50mA,内阻约为20Ω的电流表
B.量程为3A,内阻约为0.01Ω的电流表
C.量程为5V,内阻约为10kΩ的电压表
D.量程为10V,内阻约为20kΩ的电压表
E.值电阻为50Ω,允许通过电流2A的滑动变阻器
F.12V低压直流电源
G.电键、导线
①为保护被测电阻不至烧毁,实验中电阻两端电压应控制在______V以下,电压表应选______;(填仪器代号)
②为了保护被测电阻,通过它的电流应控制在______A之下,应选的电流表为______;(填仪器代号)
③根据题意要求画出实验电路图.
【答案】分析:(1)重物下落时做匀加速运动,故纸带上的点应越来越远,根据这个关系判断那一端连接重物.减少的重力势能△Ep=mgh,增加的动能△Ek=,v可由从纸带上计算出来.
(2)由功率的变形公式求出待测电阻额定电压与额定电流,根据额定电压与电流选择电压表与电流表.确定滑动变阻器接法与电流表接法,然后作出实验电路图.
解答:解:(1)重物下落时做匀加速运动,故纸带上的点应越来越远,故应该是左端连接重物.
减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10-2=1.88J
vB==1.9325m/s
所以:增加的动能△Ek==×9.8×1.93252=1.84J
结论是:在误差允许的范围内,机械能守恒
(2)∵P=I2R,∴I=,电阻元件的额定电流为0.035A~0.05A,
即35mA~50mA,所以为了保护被测电阻,通过它的电流应控制在0.035A以下,则电流表应选A;
∵P=,∴U=,电阻元件的额定电压约为5V~7.07V,为保护被测电阻不至烧毁,实验中电阻两端电压应控制在5V一下,
则电压表应选C
由于滑动变阻器最大阻值50Ω,小于待测电阻阻值,因此滑动变阻器应采用分压接法,
电流表的内阻与被测电阻较接近,所以电流表外接,电路图如图所示:
故答案为:(1)左;1.88;1.84;在误差允许的范围内,机械能守恒
(2)5;C;0.035;A
点评:(1)验证机械能守恒只要验证mgh=,故不用测定质量,但要知道高度差和速度值,由于摩擦影响,动能增加量要小于重力势能减小量;
(2)由电功率的变形公式求出待测电阻额定电压与额定电流,然后根据电压与电流选择电表;确定滑动变阻器与电流表接法是设计实验电路图的关键.
练习册系列答案
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