Question

（1）某同学用如图1所示电路来测定电池的电动势和内阻．
①实验开始时，滑片P应位于______ 端．（填A或B）
②该同学测得如下表的五组数据．根据数据在答题卷相应图2中作出U-I图线，从图象可得电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（结果均保留二位小数）．

	1	2	3	4	5
U/V	1.37	1.32	1.24	1.10	1.05
I/A	0.12	0.20	0.31	0.50	0.57

（2）用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图3所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s²．甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重物的动能比开始下落时增加了______J．（结果均保留三位有效数字）．实验中产生系统误差的原因是______．

②乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图4的图线．图线未过原点O的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）滑动变阻器采用限流接法时，为保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；根据实验数据在坐标系中描点，然后用一直线把各点连接起来，作出电源的U-I图象，图象与纵轴的交点是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻．
（2）重物在下落过程中减少的重力势能E_P=mgh；根据做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，然后求出重物经过B点时的动能；由于物体在下落过程中受到阻力作用，机械能有损失，动能的增加量小于重力势能的减少量；实验时应先接通电源，再放开重物，否则打第一个点时，物体应经具有一定的速度．
解答：解：（1）①由电路图可知，实验开始时，滑片P应位于A端．
②应用描点法作图，作出电源的U-I图象如图所示；
由电源的U-I图象可知，电源电动势E=1.45V，
电源内阻r==≈0.69Ω；
（2）①打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：
△E_P=mgh_B=1.00×9.8×0.1860≈1.82J；
计数点间的时间间隔t=0.02×2=0.04s，打下B点时的速度v_B===1.85m/s，
重物的动能比开始下落时增加了△E_K=mv_B²=×1.00×1.85²≈1.71J；
由于重物在下落过程中纸带通过打点计时器受摩擦阻力、重物受到空气阻力等阻力作用，
物体的机械能有损失，使物体动能的增加量小于物体重力势能的减少量．
②实验时如果先释放重物，再接通打点计时器电源，则在打点计时器打第一个点时，重物已经有一定的速度，在应用图象法处理实验数据时，在所作出的以-h图象不过原点，在纵轴上有截距．
故答案为：（1）①A②图象如图所示；1.45；0.69；（2）①1.82；1.71；重物在下落过程中受到阻力作用；
②打下第一个点时重物已经有速度．
点评：本题考查了测电源电动势与内阻实验和“验证机械能守恒定律”实验，考查了应用图象法处理实验数据，应用图象法处理实验数据是常用的方法，一定要掌握应用图象法处理实验数据．