题目内容

如图甲是某研究小组设计的一个实验电路，R为阻值可调节的电阻箱，R0为定值电阻，K为单刀双掷开关，电流表量程适当、内阻忽略不计，用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r．
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（1）读出图乙中电阻箱的阻值R=
 
Ω．
（2）根据图甲实验电路，用笔画线代表导线将图乙仪器连接好．
（3）将单刀双掷开关K分别打到a、空置两种状态下并保持电阻箱阻值（已知）不变，闭合开关K1时电流表的读数分别为Ia、I0，则直流电源的电动势E=
 
（用符号表示）．
分析：电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（图中的箭头）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值．
根据电路图连接实物图．
根据闭合电路欧姆定律列出等式求解．
解答：解：（1）图乙中电阻箱的阻值R=1×100Ω+1×10Ω=110Ω．
（2）根据电路图连接实物图：
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（3）将单刀双掷开关K分别打到a，闭合开关K1时电流表的读数为Ia，
根据闭合电路欧姆定律得：
Ia（
RR0
R+R0
+r）=E
将单刀双掷开关K分别打到空置，闭合开关K1时电流表的读数是I0，
根据闭合电路欧姆定律得：
I0R+I0r=E
联立解得：E=
IaI0R2
(Ia-I0)(R+R0)

故答案为：（1）110   　（2）如图　（3）
IaI0R2
(Ia-I0)(R+R0)
点评：本题考查了根据电路图连接实物图，连接电路时要注意实物图和电路图一一对应．
掌握测量电源电动势和内阻的原理，能根据欧姆定律求解电源的电动势．
练习册系列答案
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请完成以下小题．
（1）如图1所示，是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

①除了图1中的已给出的实验器材外，还需要的器材有
交流电源、刻度尺
交流电源、刻度尺
；
②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是
将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．
将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．
；
③在用图示装置做“探究动能定理”的实验时，下列对于实验步骤的描述中，正确的是
AC
AC

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
（2）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接50Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时纸带运动的瞬时速度如下表：
对应点 B C D E F
速度（m/s） 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301
①设电火花计时器打点的时间隔为T，则计算vF的公式为vF=
d6-d4
10T
d6-d4
10T
（用题中所给物理量符号表示）
②根据上表中的数据，以A点对应的时刻为计时的开始，即t=0．试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图象，并利用该图象求物体的加速度a=
0.40
0.40
m/s2．
（1）某研究小组为测量一个遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车与纸带所受的阻力恒定）．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示（已知纸带左端与小车相连）．
请分析纸带数据，回答下列问题：（计算结果均保留三位有效数字）
（a）电动小车运动的最大速度为
2.00
2.00
m/s
（b）电动小车关闭电源后加速度大小为
2.50
2.50
m/s2
（c）电动小车的额定功率为
2.00
2.00
W．

（2）①实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确．若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：
A．将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后观察电流表示数，然后
再调节电阻箱
再调节电阻箱
，使电流表中的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；
B．根据以上的数据及
闭合电路欧姆
闭合电路欧姆
定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r．该方程组的表达式是：
E=I1（R1+RA+r）
E=I1（R1+RA+r）
、
E=I2（R2+RA+r）
E=I2（R2+RA+r）
．
②现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值．为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材．请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路．注意滑动变阻器串连接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应
最大
最大
．
为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图甲所示，水平光滑槽距地面高为h，光滑槽与桌子右边缘垂直，槽出口与桌边缘相齐，槽中放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触．将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．
①若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是
EP=
mgs2
4h
EP=
mgs2
4h
；
②该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验，测量得到下表的数据：
弹簧压缩量x/（cm） 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
在坐标纸上做出x-s的图象．并由图象得出：x与s的关系式是
x=0.005s
x=0.005s
．
实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h
；
③完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：
（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，并在白纸上留下痕迹O；
（II）将木板向右平移适当的距离（设为L）固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，在白纸上留下痕迹P；
（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y．
由此步骤得到弹簧的压缩量应该为
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y
；
④若该同学在完成步骤③的过程中，光滑水平槽与桌子右边缘不垂直，用③问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比
偏小
偏小
（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）．
精英家教网在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置．实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系一金属小球，另一端固定于O点，记下小球静止时球心的位置O'，在O'处放置一个光电门，现将小球拉至球心距O'高度为h处由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间△t．
（1）如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d=
 
cm
（2）该同学测出一组数据如下：
高度h=0.2m，挡光时间出△t=0.005 2s，设小球质量为m，g=9.8 m/
s
2
 
．计算小球重力势能的减小量△
E
 
p
 
，动能的增加量△
E
 
k
 
，得出的结论：
 
，分析误差产生的原因是
 
．
某学习小组采用如图甲所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是
小桶和砝码的总重力mg大于轻细绳的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
小桶和砝码的总重力mg大于轻细绳的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
；
②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是
ACD
ACD
（填选项字母）．

A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
1
2
(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)．

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