题目内容

某学习小组为了测小电动机的内阻，进行了如下的实验：

①测得滑块的质量为5.0kg；
②将滑块、打点计时器和纸带安装在水平桌面上，如图甲所示；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④电动机以额定功率通过水平细绳牵引滑块运动，达到最大速度时，输入电动机电流为0.5A，电动机两端电压为36V，一段时间后关闭电源并立即制动电动机，待滑块静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受的阻力恒定）．在关闭电源前后，打点计时器在纸带上打出的部分点迹如图乙所示．
请你分析纸带的数据，回答下列问题：（计算结果保留二位有效数字）
①该滑块达到的最大速度为______m/s；
②关闭电源后，滑块运动的加速度大小为______m/s2；
③该电动机的内阻为______Ω．
【答案】分析：①纸带上点迹均匀时，滑块以最大速度做匀速直线运动，根据速度的定义式列式求解；
②根据匀变速直线运动的公式△x=aT2列式求解；
③电动机的总功率等于内阻损耗的功率与输出机械功率之和，根据能量守恒定律列式求解．
解答：解：①纸带上点迹均匀时，滑块以最大速度做匀速直线运动，故vm=
②根据匀变速直线运动的公式△x=aT2，有：[（4.07+4.40+4.71）-（5.04+5.35+5.67）]×0.01m=9a（0.04s）2
解得：a=-2.0m/s2
③电动机的总功率等于内阻损耗的功率与输出机械功率之和，根据能量守恒定律，有
UI=I2r+Fvm
其中：F=f=ma
解得
r=12Ω
故答案为：①1.5 m/s；②2.0 m/s2；③12Ω．
点评：本题关键是明确实验原理，要会根据纸带求解瞬时速度和加速度，对于第三问，要能根据平衡条件和牛顿第二定律求解拉力和摩擦力，同时结合能量守恒定律列式求解．
练习册系列答案
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社团活动中，某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积一定时，其电阻值与长度的关系．现选取一根乳胶管，里面浇灌了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，进行了如下实验：
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧．现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供选择：
A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；
C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；
D．电流表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；
E．滑动变阻器R1：最大阻值1kΩ；
F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；
G．开关．导线等
在可供选择的器材中，应选用的电流表是
A
 
1
A
 
1
（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是
R
 
2
R
 
2
（填“R1”或“R2”）；
（2）根据所选的器材在如图1所给的方框内画出实验的电路图；
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得的盐水柱长度L、电阻R的数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
长度L（cm） 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
电阻R（kΩ） 1.3 2.1 3.0 4.1 5.3 6.7
为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，用横坐标表示L2，作出了如图2所示的一条过原点的直线，直线倾角为θ，已知乳胶管中盐水的体积为V0，则乳胶管中盐水的电阻率为ρ=
k
V
 
0
k
V
 
0
．
（1）某同学使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，金属丝的直径是
0.200
0.200
mm．游标卡尺读数如图2所示，读数
3.62
3.62
cm．

（2）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．如图3为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材如图4：
①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用
A2
A2
；电压表应选用
V1
V1
；滑动变阻器应选用
R1
R1
．（以上均填器材代号）
②为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？
相同点：
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
，
不同点：
该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大．
该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大．
．
（2008?昆明模拟）（1）用游标为20分度的游标卡尺测量某一工件长度，示数如图甲所示；用螺旋测微器测其直径d，示数如图乙所示，则此工件长的测量值为L=
2.335
2.335
cm；工件直径的测量值为d=
1.015
1.015
mm．

（2）①某研究性学习小组为了测一未知电阻阻值，先用多用电表欧姆档粗测其电阻大约为540Ω，然后在实验室中选择了如下器材用伏安法测量该电阻阻值：
电源：电动势为15V，内电阻不计
电流表：量程0～50mA，内阻RA约为8Ω
电压表：量程0～12V，内阻RV约为2kΩ
滑动变阻器：最大电阻值为50Ω
开关一个、导线若干
在图一所提供的两种电路中应选
乙
乙
（填“甲”“乙”）电路进行测量误差相对较小，用该电路测得的阻值Rx与其真实值相比将
偏大
偏大
（填“偏大”或“偏小”）．
②为了消除伏安法测电阻时电路引起的系统误差，该小组寻找另一未知电阻R和单刀双置开关，设计了另一种电路，电路的原理图如图二所示，请根据电路图二在图三的实物图中连线，将器材连成实验电路．
③该学习小组在测量过程中得到以下数据：单刀双置开关接位置1时，电流表示数为I1，电压表示数为U1；单刀双置开关接位置2时，电流表读数为I2，电压表示数为U2，用以上数据表示待测电阻Rx的表达式为Rx=
U2
I2
-
U1
I1
U2
I2
-
U1
I1
．
某学习小组在研究小灯泡灯丝电阻和温度的关系时，首先描绘一只小灯泡(3.6 V 0.3 A)的伏安特性曲线。实验中除红外测温仪、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E（电动势为6.0 V）
B．电压表V1（量程为0～3 V，内阻约为2 kΩ）
C．电压表V2（量程为0～5 V，内阻约为4 kΩ）
D．电流表A1（量程为0～0.6 A，内阻约为0.2Ω）
E．电流表A2（量程为0～100 mA，内阻约为2 Ω）
F．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器R2（最大阻值2 kΩ，额定电流100 mA）
(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，请你选择合适的电压表、电流表和滑动变阻器___（填所选仪器前的字母序号），并为该小组设计电路图，画在甲图中的虚线框内。
(2)根据正确设计的实验电路图，学习小组测得电压、电流、灯丝温度，并求得对应电阻值，如下表：
根据表格中的数据，学习小组同学在图乙中画出了小灯泡的伏安特性曲线。现要知道图线上P点对应的电阻RP，有同学认为可以作出曲线在P点的切线。而RP就等于该切线的斜率的倒数，这样做是否正确？答：________（填“正确”或“不正确”）。
(3)请你根据表格中的数据，在丙图中画出灯丝的电阻值随温度变化的关系图线。根据图丙中的R-t图线可知，灯丝的电阻值与温度的关系是____；0℃时灯丝的电阻值约为___Ω（保留两位有效数字）。
①某研究性学习小组为了测一未知电阻阻值，先用多用电表欧姆档粗测其电阻大约为540，然后在实验室中选择了如下器材用伏安法测量该电阻阻值：
    电源：电动势为15V，内电阻不计
    电流表：量程0～50mA，内阻RA约为8Ω
    电压表：量程0～12V，内阻RV约为2kΩ
    滑动变阻器：最大电阻值为50Ω
    开关一个、导线若干
在图一所提供的两种电路中应选____________(填“甲” “乙”)电路进行测量误差相对较小，用该电路测得的阻值Rx与其真实值相比将_____________(填“偏大”或“偏小”)。
②为了消除伏安法测电阻时电路引起的系统误差，该小组寻找另一未知电阻R和单刀双置开关，设计了另一种电路，电路的原理图如图二所示，请根据电路图二在图三的实物图中连线，将器材连成实验电路。
 

图三

 
 


③该学习小组在测量过程中得到以下数据：单刀双置开关接位置1时，电流表示数为，电压表示数为；单刀双置开关接位置2时，电流表读数为，电压表示数为，用以上数据表示待测电阻的表达式为Rx=________________。

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