题目内容
Ⅰ.(1)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列: (填代号).A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来
B.用天平称出重锤的质量
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的 ,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是 .
Ⅱ.如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
U(V) | 0.0 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
I(A) | 0.000 | 0.050 | 0.100 | 0.150 | 0.180 | 0.195 | 0.205 | 0.215 |
A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是 (选填“a→b”或“b→a”).
(3)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而 (填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为 Ω.
【答案】分析:I、(1)根据验证机械能的守恒的原理及表达式可得出需要的步骤,并按实验的要求得出正确的顺序; (2)由机械能守恒定律的表达式可得出函数关系,结合图象知识可选出合适的图象及斜率的含义;
II、(1)由实验电路可知滑动变阻器的接法,则可选出正确的滑动变阻器;由表中数据可得出应需要的电源;
(2)滑动变阻器的使用中应保证电路中电流由小到大,根据分压知识可得出正确的移动方向;
(3)小灯泡的伏安特性曲线中斜率表示小灯泡的电阻,由斜率可得出小灯泡电阻的变化;
(4)在图中描出电源的伏安特性曲线,两线相交点为灯泡的工作点,由图象可得出灯泡的工作电压及电流,则可求出此时灯泡的电阻.
解答:解:I、(1)在本实验中由于采用了打电计时器,故不需要有用秒表;在数据处理中,质量m可以约去,故质量也不需要测量,只需验证gh=v2即可; 故BD多余;
而在实验中应先安装仪器,再进行实验; 同时还要注意先接通电源再放纸带; 本实验中应多次测量,故实验中的步骤应为:ACGEF;
(2)本实验需要验证gh=v2;即=gh; 故图象应为直线,图象的斜率为重力加速度g:
II、(1)由电路可知,本实验滑动变阻器采用的是分压接法,故实验中应选用小电阻;由表中数据可知,电压值达到了3V,因电源有内阻,故无法达到最大电动势,故电源应选大于3V的,故选D;
(2)开始时,应要求待测电路的电压从零开始再逐渐变大,故滑片应从a到b滑动;
(3)由表中数据利用描点法,并用平滑的曲线将各点相连,如图所示;
由图可知,图象的斜率越大越大,故小灯泡的电阻越来越大;
(4)将定值电阻等于为电源内阻,故内源电动势为3V;内阻r=24+1=25Ω;将电源的伏安特性曲线在图中做出,两图象的交点为电源与灯泡串联时的工作点,由图可知,灯泡的工作电压为为0.5V,电流为0.10A,故灯泡的电阻R==5Ω;
故答案为:I、(1)ACGEF;(2)B; 重力加速度;
II、(1)D;(2)a→b;(3)增大;(4)5.
点评:本题考查小灯泡的伏安特性曲线及机械能守恒定律的验证,在解题时,要注意实验的注意事项及掌握好正确的实验步骤; 同时最后一问中,由于灯泡的电阻随温度变化,故一定要明确不能直接由闭合电路欧姆定律求出,只能通过作图的方式得出工作电压及电流.
II、(1)由实验电路可知滑动变阻器的接法,则可选出正确的滑动变阻器;由表中数据可得出应需要的电源;
(2)滑动变阻器的使用中应保证电路中电流由小到大,根据分压知识可得出正确的移动方向;
(3)小灯泡的伏安特性曲线中斜率表示小灯泡的电阻,由斜率可得出小灯泡电阻的变化;
(4)在图中描出电源的伏安特性曲线,两线相交点为灯泡的工作点,由图象可得出灯泡的工作电压及电流,则可求出此时灯泡的电阻.
解答:解:I、(1)在本实验中由于采用了打电计时器,故不需要有用秒表;在数据处理中,质量m可以约去,故质量也不需要测量,只需验证gh=v2即可; 故BD多余;
而在实验中应先安装仪器,再进行实验; 同时还要注意先接通电源再放纸带; 本实验中应多次测量,故实验中的步骤应为:ACGEF;
(2)本实验需要验证gh=v2;即=gh; 故图象应为直线,图象的斜率为重力加速度g:
II、(1)由电路可知,本实验滑动变阻器采用的是分压接法,故实验中应选用小电阻;由表中数据可知,电压值达到了3V,因电源有内阻,故无法达到最大电动势,故电源应选大于3V的,故选D;
(2)开始时,应要求待测电路的电压从零开始再逐渐变大,故滑片应从a到b滑动;
(3)由表中数据利用描点法,并用平滑的曲线将各点相连,如图所示;
由图可知,图象的斜率越大越大,故小灯泡的电阻越来越大;
(4)将定值电阻等于为电源内阻,故内源电动势为3V;内阻r=24+1=25Ω;将电源的伏安特性曲线在图中做出,两图象的交点为电源与灯泡串联时的工作点,由图可知,灯泡的工作电压为为0.5V,电流为0.10A,故灯泡的电阻R==5Ω;
故答案为:I、(1)ACGEF;(2)B; 重力加速度;
II、(1)D;(2)a→b;(3)增大;(4)5.
点评:本题考查小灯泡的伏安特性曲线及机械能守恒定律的验证,在解题时,要注意实验的注意事项及掌握好正确的实验步骤; 同时最后一问中,由于灯泡的电阻随温度变化,故一定要明确不能直接由闭合电路欧姆定律求出,只能通过作图的方式得出工作电压及电流.
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