Question

（2011?重庆模拟）（1）某同学利用验证机械能守恒定律的实验装置来侧定当地的重力加速度．该同学在通过实验得到的纸带上选取6个点，如题22图1所示，每两个相邻点的时间间隔均为T，其中点A、B、C相邻，点D、E、F相邻，在点A之前、点C和点D之间还有若干不清晰的点．若测得点A、C之间的距离为S₁，点D、F之间的距离为S₂，点B、E之间的距离为S₃，则：①打点E时物体速度的表达式是v_E=

S2

2T

；
②重力加速度的表达式是g=

S22-S12

8T2S3

．
（ 2 ）研究小灯泡的伏安特性曲线，进行了以下操作：
①用多用电表的欧姆档测某一额定电压为3V的小灯泡的电阻，选择开关置于“×l”倍率档位时，读数情况如图2所示，则小灯泡的电阻R_L=

4.0

Ω；接着再用该电表测量阻值约1.8kΩ的电阻的阻值，则选择开关应该置于

×100

倍率档位；换档后，在测电阻之前，应该先

欧姆调零

．
②在描绘该小灯泡的伏安特性曲线时，将 ①中的小灯泡接入如图3所示的电路进行实验，得到如下表的数据，请在所给的坐标系中描绘出小灯泡的伏安特性曲线．

③若将该小灯泡直接接到电动势E=3V，内阻r=10Ω的电源两端，则该灯泡实际消耗的功率P=

0.22

 W．（保留2位有效数字）

Answer 1

分析：（1）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据机械能守恒定律求出重力加速度的表达式；
（2）换档后要电路变化了要重新进行欧姆调零．再测量读数，读数要乘以倍率．用描点法作出图象．

解答：解：（1）①根据瞬时速度等于平均速度得：v_E=

S2

2T

，v_B=

S1

2T

②物体做自由落体运动，机械能守恒，则有：
mgS₃=

1

2

mvE2-

1

2

mvB2
解得：g=

S22-S12

8T2S3

（2）①图示读数为：4.0×1=4.0Ω，测量阻值约1.8kΩ的电阻的阻值时，选择开关应该置于×100档，换档后要电路变化了要重新进行欧姆调零．
②将表中数据描点后用平滑的曲线连接即可，图象如图所示：
③画出电源的U-I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，根据P=UI即可求得实际功率；
根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，则有U=3-10I，画出U-I图象如图所示，
交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为1.3V，电流I=O.17A，
所以实际功率为：P=UI=1.3×0.17W=0.22W
故答案为：（1）①

S2

2T

；②

S22-S12

8T2S3

；（2）①4.0Ω，×100，欧姆调零；②如题所示；③0.22

点评：（1）纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（2）学会多用电表的使用，能根据实验数据用描点法作图．