Question

【题目】（1）某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”。

①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候____________（填“需要”或“不需要”）挂砂桶,_____________ （填“需要”或“不需要”）安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后______________（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。

②实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB=__________m/s。

③该同学探究“小车的加速度与所受合力的关系”时，通过测量和处理实验数据，得到如图3所示的a–F图线，发现图线不过坐标原点，请分析其原因是：_______________________；

该图线斜率的物理意义是：_____________。

（2）现要测量一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：

电流表A1（量程0～30 mA）；

电流表A2（量程0～100 mA)；

电压表V（量程0～6 V）；

滑动变阻器R1（阻值0～5 Ω)；

滑动变阻器R2（阻值0～300 Ω)；

开关S一个，导线若干。

某同学的实验过程如下：

Ⅰ．设计如图4所示的电路图，正确连接电路。

Ⅱ．将滑动变阻器R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图5所示的图线。

Ⅲ．断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其它部分保持不变。重复步骤Ⅱ，得到另一条U–I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。

回答下列问题：

①电流表应选用__________，滑动变阻器应选用______；

②由图5的图线，得电源内阻r =______Ω；

③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx =______，代入数值可得Rx；

④若电表为理想电表，Rx分别接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_______，电压表示数变化范围_______。（选填“相同”或“不同”）

Answer 1

【答案】 不需要 需要 不需要 0.44 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（斜面倾角过小） 小车质量的倒数 A2 R2 25 相同 不同

【解析】（1）①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候不需要挂砂桶，需要安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后不需要重新平衡摩擦力。

②打点计时器打B点时，小车的速度

③由图像可知，当力F到达一定值时才有加速度，则图线不过坐标原点原因是：平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（斜面倾角过小）；根据，则图像的斜率等于小车质量的倒数；