题目内容

（1）在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”实验时：
①某同学连接的实物图如图1所示．但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，实验前仪器都检查过是好的，也就是说只可能是某根连接导线断了．那么，请你分析一下，可能发生断路故障的导线是
2、5、6
2、5、6
（写出所有可能断的导线的编号）．
②某同学在实验时对该电路作了改进，其方法是：加接了一个定值电阻R0，如图2所示．他加接此电阻的作用是
防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
．
（2）与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间．

为了测定两张纸之间的动摩擦因数，某同学利用光电计时器设计了一个实验：如右图所示，在小铁块A和木板B上贴上待测的纸，木板B水平固定，铅锤通过细线和小铁块相连．1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．释放铅锤，让小铁块在木板上加速运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和0.5×10-2s．用游标卡尺测量小铁块的宽度d如下图所示．

①读出小铁块的宽度d=
2.015
2.015
cm．
②铁块通过光电门l的速度v1=
1.01
1.01
m/s，铁块通过光电门2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s．（计算结果保留3位有效数字）
③已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了测量v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量有（用文字说明并用字母表示）
铁块的质量m、铅锤的质量M
铁块的质量m、铅锤的质量M
．
④用③中各量求解动摩擦因数的表达式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）．
分析：（1）①当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，可知与电流表连接的回路中可能有断路的导线，电压表有示数，可知与电压表连接的回路不能有断路的导线，结合这两种情况确定可能断路的导线．
②加接了一个定值电阻R0，防止电流过大，起保护电路的作用．
（2）①游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．
②极短时间内的平均速度等于某一位置的瞬时速度，用这种方法求出铁块通过光电门的速度．
③④测量了v1、v2和两个光电门之间的距离L外，根据运动学公式可以知道运动的加速度，通过整体法，运用牛顿第二定律求出加速度的表达式，从而得知μ的表达式以及待测的物理量．
解答：解：（1）①电流表示数为零，则可能断路的导线有：2、3、5、6，由于电压表有示数，则导线3不能断路，所以可能断路的导线有：2、5、6．
②加接了一个定值电阻R0，防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏．
（2）①游标卡尺的读数等于20mm+0.05×3mm=20.15mm=2.015cm．
②铁块通过光电门l的速度v1=
d
△t1
=
2.015×10-2
2×10-2
m/s=1.01m/s，铁块通过光电门2的速度v2=
d
△t2
=
2.015×10-2
0.5×10-2
m/s=4.03m/s．
③④小铁块的加速度a=
v22-v12
2L
，
对整体运用牛顿第二定律得：a=
Mg-μmg
M+m

联立两个式子得，μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
．
可知还需测量的物理量有：铁块的质量m、铅锤的质量M．
故答案为：（1）①2、5、6 
②防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏（或限制电流，防止电源短路）
（2）①2.015     ②1.01，4.03     
③铁块的质量m、铅锤的质量M          ④
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
．
点评：本题考查了电路的检查方法，以及综合考查了牛顿第二定律，对学生的综合能力要求较高，关键掌握实验的原理．
练习册系列答案
相关题目
（1）在做“测定电池的电动势和内电阻”实验时，电流表和电压表的内阻未知，有甲、乙两同学分别进行了如下实验：
（1）甲同学的接线电路图如图所示，用所得数据作出U-I图象，则他能较准确地测出
电动势
电动势
，而测得的
内阻
内阻
偏大．（填“电动势”和“内阻”．）
（2）乙同学测得的一组实验数据如下
U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.02 1.22
I/A 0.11 0.20 0.29 0.39 0.51 0.60
则他能否测出电源的电动势E和内电阻r？
不能
不能
（答“能”或“不能”），他进行的很可能是测量
定值电阻
定值电阻
的实验．
（2011?厦门模拟）（1）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
①实验操作中，下列说法正确的是
AB
AB
．
A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行；
B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些；
C．拉力F1和F2的夹角越大越好；
D．先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点．
②实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是
D
D
．
A．用两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小；
B．橡皮条沿同一方向伸长；
C．橡皮条伸长到同一长度；
D．橡皮条沿同一方向伸长到同一长度．
（2）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）．正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值越大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中．某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点．
A．电流表A1（量程100mA，内阻约1Ω）  
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）   
D．电压表V2（量程15.0V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）      
F．滑动变阻器R′（最大阻值为500Ω）
G．电源E（电动势15V，内阻忽略）      
H．电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为电流表
B
B
；电压表
D
D
；滑动变阻器
E
E
．（只需填写器材前面的字母即可）
②请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图1所示的虚线框内画出该小组设计的电路图．

③该小组测出热敏电阻R1的U一I图线如图2曲线Ⅰ所示．请分析说明该热敏电阻是
PTC
PTC
热敏电阻（填PTC或NTC）．
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U一I图线如图2曲线Ⅱ所示．然后又将热敏电阻R1、R2分别与电池组连成如图3所示电路．测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A，则电池组的电动势为
10
10
V，内阻为
6.7
6.7
Ω（结果保留两位有效数字）．
（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图甲所示，可以读出此金属球的直径为
 
mm．
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单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图乙所示，则该单摆的周期为
 
s．
（2）电流表A1的量程为0～200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：
电流表A2：与A1规格相同滑动变阻器R1：阻值0～20Ω
电阻箱R2：阻值0～9999Ω
保护电阻R3：3kΩ
电源：电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图丙所示，某同学设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成．
②电路完整后，依你所选方案写出测量电流表A1内电阻的实验步骤．
 

 

 
．
（2007?湖北模拟）（1）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．

①计算vF的公式为vF=
d6-d4
10T
d6-d4
10T
；
②如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比
偏小
偏小
（选填：偏大、偏小或不变）
（2）电子技术兴趣小组为了研究某种二极管的特性，用如图2所示的电路测定该元件的伏安特性曲线．实验发现当电源反接时，电路中无电流，当正向电压较小时也无电流，记录的部分数据如下表．
电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
电流/mA 0 0 2.0 4.0 12.0 22.0 32.0 42.0 52.0 60.0
①请根据以上实验数据用描点法在所给的坐标纸上作出这个二极管的U-I图线；
②根据要求用导线连接实物电路；（图3）
③若电源的电动势为6V，内阻不计，忽略电流表内阻，当电流表示数为0.012A时，滑动变阻器接入电路的电阻为
333.3
333.3
Ω．
（2011?昌平区二模）（1）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，以下做法正确的有
AC
AC
．
A．选用约1m长、不易形变的细线充当摆线
B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的
C．单摆偏离平衡位置的角度不能过大，应控制在5°以内
D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆的振动周期
②某同学通过游标卡尺测定某小球的直径，测量的结果如图1所示，则该小球的直径为
8.30
8.30
mm．
（2）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图（甲）所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中定值电阻R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．
①用“笔画线”代替导线，根据电路图，将图（乙）中的实物电路补充完整．
②实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U-I曲线a（见图丙）．则由图象可知，当电流小于200mA时，该硅光电池的电动势为
2.90
2.90
V，内阻为
4.0
4.0
Ω．
③实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U-I曲线b（见图丙）．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为
0.0828
0.0828
W．

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