题目内容
【题目】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的_______(选项“甲或‘乙”);
(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
B.电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ
C.电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ
D.滑动变阻器0~50Ω
E.滑动变阻器0~500Ω
实验中电压表应选用:_______;滑动变阻器应选用:_______(选填相应器材前的字母);
(3)某位同学记录下数据,并画出一图线。根据图中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V,内电阻r=_______Ω;
(4)甲电路中,产生误差的主要原因是_______;
(5)若采用甲电路图,实验过程中存在系统误差。在图所绘图像中,虚线代表没有误差情况下,电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像,实线是根据测量数据绘出的图像,则图中能正确表示二者关系的是_______(选填选项下面的字母)。
A. B. C.D.
【答案】甲 B D 1.48 0.53 电压表的分流 A
【解析】
(1)[1]因为电流表内阻较小,干电池内电阻较小,电压表分担电流较小,故应选甲所示电路图;
(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V,则电压表应选B;干电池内电阻较小,为方便实验操作,滑动变阻器应选D;
(3)[4][5]由图示电源U-I图像可知,图像图像与纵轴交点的坐标即为电源电动势,故E=1.48V;电源内阻:
(4)[6]根据欧姆定律和串并联规律可知,采用甲电路时由于电压表的分流作用,导致电流表示数偏小。
(5)[7]因为电压表的分压作用,电流表示数偏小,造成电动势的测量值比真实值偏小;当外电路短路时,电压表的分流可以忽略,故真实图像和测量图像在横轴上的交点相同,故A正确,BCD错误。
故选A。
【题目】某课外小组利用如图所示的装置研究合外力一定时,加速度与质量的关系。主要实验步骤如下:
①用天平测量并记录小桶的质量m,滑块(包括加装在滑块两侧的钢片和固定在滑块上的加速度传感器)的质量M;
②接通气泵,将滑块(不挂小桶)置于气垫导轨上,调节气垫导轨,轻推滑块,观察滑块的运动。当加速度传感器的示数___________时,说明气垫导轨已经水平;
③挂上小桶,调整定滑轮的高度,使气垫导轨上方的细绳水平;
④在气垫导轨上合适位置释放滑块,记录加速度传感器的示数a;
⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M,重复步骤④……
数据记录及处理如下:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
小桶质量m(单位:kg) | 0.105 | |||||
小桶重力mg(单位:N) | 1.028 | |||||
滑块质量M(单位:kg) | 0.397 | 0.496 | 0.596 | 0.696 | 0.796 | 0.896 |
1/M(单位:kg-1) | 2.519 | 2.016 | 1.678 | 1.437 | 1.256 | 1.116 |
1/(M+m)(单位:kg-1) | 1.992 | 1.664 | 1.427 | 1.248 | 1.110 | 0.999 |
滑块加速度的测量值a(单位:m/s2) | 2.014 | 1.702 | 1.460 | 1.268 | 1.110 | 1.004 |
滑块加速度的理论值a0(单位:m/s2) | 2.048 | 1.711 | 1.467 | 1.283 | 1.141 |
请回答下列问题:
(1)实验步骤②中的横线上应填写________;
(2)上表中,滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的,其表达式是________(用表中物理量的符号表示),最后一行的空格内的数值是_______;
(3)观察上表中最后两行,滑块加速度的理论值均大于其测量值,原因可能是_________________(写一个原因即可);
(4)根据上表正确描点,绘制了下列四个图像,根据图像_________(从A、B、C、D中选填一个)可得出结论:在实验误差范围内,当小桶的重力mg一定时,_______________________。