题目内容
(1)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是 .
②图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a= m/s2.(结果保留两位有效数字)
③实验时改变所挂钩码的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出a-F关系图线,如图丙所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是 .(选填下列选项的序号)
A.小车与平面轨道之间存在摩擦 B.平面轨道倾斜角度过大
C.所挂钩码的总质量过大 D.所用小车的质量过大
(2)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干.
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图丁所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.
F.断开开关.
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图戊所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d= mm;
②实验中电流表应选择 (选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图己所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R,在L轴的截距为L,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ= (用给定的物理量符号和已知常数表示).
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小.(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)答: .
【答案】分析:(1)①探究物体加速度与力的关系实验中,我们认为小车受到的拉力等于钩码的重力,在实验前应平衡摩擦力;②根据纸带数据,由△x=at2可求小车的加速度;③当钩码质量远小于小车质量时,小车受到的拉力近似等于钩码重力,如果钩码质量太大,则小车受到的拉力小于钩码重力,实验误差较大.
(2)①螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.②根据电路最大电流选择电流表.③由实验步骤可知,电源电动势不变,电路电流始终等于电流表的满偏电流,电路电流不变,由此可知,电路总电阻不变,由图象及串联电路特点可以求出电路总电阻,由电阻定律及实验数据可以求出电阻率的表达式.④应用图象法求电阻率,电流表内阻对实验结果没有影响.
解答:解:(1)①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡小车受到的摩擦力.
②计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s,小车的加速度a====≈100cm/s2=1.0m/s2;
③实验过程中,如果所挂钩码质量过大,小车受到的拉力会明显小于钩码重力,a-F关系图线会明显偏离直线,故C正确;
(2)①由图示螺旋测微器可知,固定刻度是0.5mm,
可动刻度是23.0×0.01mm=0.230mm,金属丝直径d=0.5mm+0.230mm=0.730mm.
②电路最大电流约为I==≈0.14A,不到0.6A的四分之一,
如果使用电流表A2实验较大,因此电流表应选A1.
③由实验步骤可知,外电路电阻不变,由串联电路特点可知,
外电路总电阻R总=R+R电阻丝=R+ρ=R+ρ=R+ρ,
由图象可知,当电阻丝接入电路的长度为零是,电路总电阻R总=R,
则R+ρ=R,R=R-ρ,图象斜率k==,则电阻率ρ=;
④应用图象法处理实验数据,电流表内阻对实验结果没有影响.
故答案为(1)①平衡摩擦力;②1.0 ③C;(2)①0.730;②A1;③;④不产生影响.
点评:(1)在探究加速度与力的关系实验中,钩码质量应远大于小车质量,否则实验误差较大.
(2)螺旋测微器示数等于固定刻度与可动刻度示数之和,对螺旋测微器读数时要注意估读;
(3)为减小读数误差,电表量程选择要合适,在保证安全的前提下,量程不能过大;
(4)知道外电路电阻不变,熟练应用电阻定律即可正确解题.
(2)①螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.②根据电路最大电流选择电流表.③由实验步骤可知,电源电动势不变,电路电流始终等于电流表的满偏电流,电路电流不变,由此可知,电路总电阻不变,由图象及串联电路特点可以求出电路总电阻,由电阻定律及实验数据可以求出电阻率的表达式.④应用图象法求电阻率,电流表内阻对实验结果没有影响.
解答:解:(1)①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡小车受到的摩擦力.
②计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s,小车的加速度a====≈100cm/s2=1.0m/s2;
③实验过程中,如果所挂钩码质量过大,小车受到的拉力会明显小于钩码重力,a-F关系图线会明显偏离直线,故C正确;
(2)①由图示螺旋测微器可知,固定刻度是0.5mm,
可动刻度是23.0×0.01mm=0.230mm,金属丝直径d=0.5mm+0.230mm=0.730mm.
②电路最大电流约为I==≈0.14A,不到0.6A的四分之一,
如果使用电流表A2实验较大,因此电流表应选A1.
③由实验步骤可知,外电路电阻不变,由串联电路特点可知,
外电路总电阻R总=R+R电阻丝=R+ρ=R+ρ=R+ρ,
由图象可知,当电阻丝接入电路的长度为零是,电路总电阻R总=R,
则R+ρ=R,R=R-ρ,图象斜率k==,则电阻率ρ=;
④应用图象法处理实验数据,电流表内阻对实验结果没有影响.
故答案为(1)①平衡摩擦力;②1.0 ③C;(2)①0.730;②A1;③;④不产生影响.
点评:(1)在探究加速度与力的关系实验中,钩码质量应远大于小车质量,否则实验误差较大.
(2)螺旋测微器示数等于固定刻度与可动刻度示数之和,对螺旋测微器读数时要注意估读;
(3)为减小读数误差,电表量程选择要合适,在保证安全的前提下,量程不能过大;
(4)知道外电路电阻不变,熟练应用电阻定律即可正确解题.
练习册系列答案
相关题目
(08年西南师大附中期末)(12分) 某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时,在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,其间充满待测的自来水,然后用如图甲所示电路进行测量.
它选用的电学器材如下:
电压表(量程15V,内阻约90)、电流表(量程300μA,内阻约50)、滑动变阻器(100,1A)、电池组(电动势E=12V,内阻r=6)、开关一个、导线若干.
实验中测量情况如下:
测量出玻璃管的内径d和两电极距离L.
测得包括0在内的9组电流I、电压U的值,在坐标纸上描点如图乙.
根据以上材料请回答下面的问题:
(1)为防止烧坏电表,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至_______端(填M或N).
(2)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R =______ (保留两位有效数字);用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率__________.
(3)该同学在完成实验报告时,通过比较水柱电阻、电表内阻时发现,实验中的电路设计有不妥之处,会引起较大的系统误差,于是他在实验报告提出了改进意见,并画出了改进后的电路图.请在答题卷虚线框中画出改进后的电路图,待测自来水用Rx表示.