题目内容

（I）某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．

（1）如图甲，在保持M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制小车的质量不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
（2）在此实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，如图乙是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙，则小车的加速度为
0.95
0.95
m/s2，打B点时小车的动能为Ek=
0.50J
0.50J
，从开始运动到打击B点时，绳的拉力对小车做功W=
0.51
0.51
J．（保留2位有效数字）（g=9.8m/s2）
（3）在第（2）中绳的拉力对小车做功W和小车获得的动能EK不相等，请你举出导致不等的可能原因
摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力
摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力

（II）某同学要测定一节新干电池的电动势和内阻．考虑到电池的内阻太小，为便于测量    内阻利为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路设计时可加入一个定值电阻R0．除电池、开关和导线外，其它可供使用的实验器材有：
（a）电流表A1（量程0.6A）
（b）电流表A2（量程3A）
（c）电压表V1（量程3V）
（d）电压表V2（量程15V）
（e）定值电阻R1（阻值1Ω、额定功率5w）
（f）定值电阻R2（阻值10Ω，额定功率10W）
（g）滑动变阻器R3（阻值范围0-10Ω、额定电流2A）
（h）滑动变阻器R4（阻值范围0-100Ω、额定电流1A）
（1）请画出本实验测量电路图
（2）本实验电路中，电压表应选择
V1
V1
，电流表应选择
A1
A1
；R0应选择
R1
R1
，滑动变阻器应选择
R3
R3
．（均填对应的器材字母代号）
分析：Ⅰ、（2）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；
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值，△x=at2，据此求出纸带的加速度；
（3）误差原因在于摩擦没有能完全抵消 或 沙与沙桶的重力大于绳的拉力
Ⅱ、干电池电动势一般约为1.5V，以此判定电压表量程；电流表量程、滑动变阻器与定值电阻选择时应兼顾电路安全和偏转范围．
解答：解：（I）（2）相邻的计数点之间有四个点没有标出，所以相邻的计数点之间时间间隔是0.1s，
由△x=aT2，
解得：a=
XBC-XAB
T2
=
(0.62-0.5155)-(0.5155-0.4205)
(0.1)2
=0.95m/s2
VB=
xAC
2T
=
0.62-0.4205
2×0.1
=1m/s，
动能为：EK=
1
2
mvB2=
1
2
×1×12=0.50J
绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，W=mgh=0.1×9.8×0.5155=0.51J
（4）拉力对小车做功W和小车获得的动能EK不相等，导致不等的可能原因是摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力．
Ⅱ、（1）本实验采用伏安法测量新干电池的电动势和内阻．考虑到电池的内阻太小，为便于测量内阻和为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，
将一个定值电阻R0串联在电路中，等效增大其内阻，电路图：

（2）一节干电池电动势一般约为1.5V，由此知电压表量程应选择3V，即V1．
估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表，即A1，
保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，所以R0应选择R1，
滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．
所以滑动变阻器应选择R3 ．
故答案为：
（I）（2）0.95，0.50J，0.51J
（3）摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力
（II）（1）如图
（2）V1，A1，R1，R3
点评：1、要知道验证牛顿第二定律实验和验证动能定理实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度、动能增加量、合力的功．
2、电子元件在选择时应首先以元件安全为原则，然后兼顾仪表的示数波动范围，保证测量的方便，表针波动范围一般以示数能达到或者超过总量程的
1
3
为宜．
练习册系列答案
相关题目
某同学在实验室中找到一只小灯泡，标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清，为了得到额定电压值，他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
PR
=
2×0.75
=1.23V．该同学怀疑所得电压值不准确，于是，他利用表（a）中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量．当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很弱，于是，该同学继续缓慢地增加电压，观察灯泡的亮度，并测出不同电压时的电流值，当达到2.70V时，发现灯泡已太亮，立即断开开关，如表（b）所示．
表（b）实际测量的电压、电流值
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/v 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70
I/mA 80 155 195 227 255 279 310
通过表（b）中记录的数据进行分析，请完成下列实验要求：
①根据表（b）中的实验数据，在给出的方格纸内画出U-I图，并从图线上分析得到该灯的额定电压为
2.5V
2.5V
；
②从表（b）中的实验数据可以分析，该同学实验时所选择的最合理的电路应为下列四个电路图中的图
C
C
；所用的电流表为
A
 
2
A
 
2
；滑线变阻器为
R
 
1
R
 
1
．
（2011?信阳二模）某同学在实验室测定一节电池电动势和内阻，实验室中有如下器材：
A．待测干电池
B．电流表A1（0～3mA，内电阻r1=20Ω）
C．电流表A2（0～100mA，内电阻r2=10Ω）
D．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω）
E．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω）
F．定值电阻R1=100Ω
G．定值电阻R2=500Ω
H．定值电阻R3=1.5kΩ
以及导线和开关．
由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路，完成了实验要求的测量．（图中A、B都是电流表）
①为了方便并能较准确测量，电路图中的电流表A应选
C
C
，滑动变阻器应选
D
D
，定值电阻应选
G
G
．（填写各器材前的序号）
②若某次测量中电流表B的示数为I1，电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器滑片的位置后，电流表B的示数为I1′，电流表A的示数为I2′．则可知此电池的内电阻r=
I
′
1
-I1
I1+I2-
I
′
1
-
I
′
2
（R2+r1）
I
′
1
-I1
I1+I2-
I
′
1
-
I
′
2
（R2+r1）
，电动势E=
I2
I
′
1
-I1
I
′
2
I1+I2-
I
′
1
-
I
′
2
（R2+r1）
I2
I
′
1
-I1
I
′
2
I1+I2-
I
′
1
-
I
′
2
（R2+r1）
．（用给出和测得的物理量表示）
（I）某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律．

（1）如图甲，①调整长木板倾斜时时沙桶是否要悬挂？答
否
否
．正确的调整应是小车
拉着纸带作匀速直线运动
拉着纸带作匀速直线运动

②小车质量M、沙和沙桶的总质量m的关系是
M＞＞m
M＞＞m
，在此条件下可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制小车的质量不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
（2）在此实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，如图乙是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙，则小车的加速度为
0.95
0.95
m/s2．
（3）不断改变沙和沙桶的总质量m，测出对应的加速度a，则下列图象中能正确反映小车加速度a与质量m的关系的是
C
C
（2006?松江区二模）某同学在实验室先后完成下面二个实验：
①测定一节干电池的电动势和内电阻；②绘小灯泡的伏安特性曲线．
（1）①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线，实验所测干电池的电动势为
1.5
1.5
V，内电阻为
0.75
0.75
Ω．
（2）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，将实验②中得到的数据在实验①中同一U--I坐标系内描点作图，得到如下图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为
0.72W
0.72W
．
（3）若将两节与实验①中相同的干电池串联后与该小灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的电压为
0.85V
0.85V
，实际功率为
1.2W
1.2W
．

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