题目内容

6．2013年12月14日晚上9点14左右，嫦娥三号月球探测器平衡降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池板，如图甲．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；没有光照时，可以视为一个电动势为零的电学器件．

探究一：某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的I-U特性
（1）根据实验原理图乙，图丙中滑动变阻器上需要用导线连接的是A、D、E或C、D、E．（用A、B、C、D、E表示）
（2）通过实验获得如下数据：
U/V00.701.201.511.922.162.47
I/μA020.556.197.6199.9303.3541.3
请在图丁坐标纸上画出太阳能电池的I-U特性曲线．
探究二：在稳定光照环境下，取下太阳能电池外的黑纸，并按图戊电路探究导体电阻与其影响因素的定量关系
（3）该小组通过本实验练习使用螺旋测微器，其次测量如图己所示，读数为0.840mm．
（4）开关闭合后，下列说法正确的是B．
A．电压表分流使R测偏大   B．电压表分流使R测偏小 C．电流表分压使R测偏大  D．电流表分压使R测偏小
（5）若实验中电压表和电流表的示数分别为U和I，金属丝的直径为d，长度为L，则金属丝的电阻率ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$．

分析 （1）由原理图可知，实验中采用的是分压接法，故根据分压接法的连接方式可选择接线柱；
（2）根据给出的数据利用描点法可得出对应的伏安特性曲线；
（3）根据螺旋测微器的读数方法得出读数；
（4）根据电路连接分析电路中误差来源；
（5）根据电阻定律和欧姆定律列式，联立可求得电阻率．

解答 解：（1）由图乙所示电路图可知，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器接入电路的接线柱为：A、D、E或C、D、E；
 （2）根据描点法作出图象如图所示；注意不能画成直线；如图所示；
（3）螺旋测微器固定部分读数为0.5mm；转动部分为34.0，故最终读数为：0.5mm+34.0×0.01mm=0.840mm；
 （4）本实验中采用的是电流表的外接法，故由于电压表的分流使电流表示数偏大，故测量结果偏小；故选B．
（5）由欧姆定律可知：R=$\frac{U}{I}$，电阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，电阻率：ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$；
故答案为：（1）A、D、E或C、D、E；（2）图象如图所示；（3）0.840；（4）B；（5）$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$．

点评 本题考查了实验电路的选择、实验数据处理，当电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法；要掌握分压接法的性质并能应用图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案
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16．如图所示，正对的平行板电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒为U，板长为l，带电油滴在极板间静止，现设法先使油滴保持不动，上极板固定，将下极板水平向右平移$\frac{1}{4}$后再静止释放油滴，则（　　）
A．油滴将向上做匀加速直线运动B．电容器所带电荷量减小
C．极板间的场强变大D．带电油滴电势能减少
17．如图所示，斜面AB倾角为37°，底端A点与斜面上B点相距10m，甲、乙两物体大小不计，与斜面间的动摩擦因数为0.5，某时刻甲从A点沿斜面以10m/s的初速度滑向B，同时乙物体从B点无初速释放，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）甲物体沿斜面上滑的加速度大小；
（2）甲、乙两物体经多长时间相遇．
14．固定在竖直平面内的光滑细圆管，管道半径为R．若沿如图所示的两条虚线截去轨道的四分之一，管内有一个直径略小于管径的小球在运动，且恰能从一个截口抛出，从另一个截口 无碰撞的进入继续做圆周运动，空气阻力忽略不计．则小球在运动过程中（　　）
A．小球的运动轨迹为圆
B．每次飞越无管区域时的最高点在过圆管中心的竖直线上
C．每次进入圆管时的水平分速度和竖直分速度大小相等
D．每次飞跃无管区的时间为$\sqrt{\frac{2\sqrt{2}R}{g}}$
1．如图（a）所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图（b）所示的状态，小球B刚好位于O点正下方．则F1与F2的大小关系正确的是（　　）
A．F1=4F2B．F1=3F2C．2F1=3F2D．2F1=5F2
11．如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则（　　）
A．电键S闭合的瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮
B．断开电键S的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再逐渐熄灭
C．断开电键S的瞬间，A、B灯同时熄灭
D．电键S闭合的瞬间，B灯亮，A灯不亮
18．某行星平均密度与地球的平均密度相同，半径为地球半径的2倍，若用T0表示地球近地卫星周期，用T表示该行星近地卫星周期，用m0表示地球质量，m表示该行星质量，用v0表示地球近地卫星的速率，用v表示该行星近地卫星的速率，用g0表示地球表面的重力加速度，用g表示该行星表面的重力加速度，则（　　）
A．m=4m0B．T=T0C．v=4v0D．g=0.5g0
15．在“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）将下列主要的实验步骤，按照实验的合理顺序把步骤前的字母序号填在题后横线上：
A．用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；
B．将纸带固定在重物上，让纸带穿过固定在铁架台上的打点计时器的限位孔；
C．取下纸带，在纸带上选点迹清晰的几点，测出它们与第一个点的距离，并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度；
D．接通电源，松开纸带，让重物自由下落；
E．查出当地的重力加速度g的值，算出打下各计数点时的动能和相应的减少的重力势能，比较它们是否相等；
F．把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里．
答：BADCFE．
（2）动能值和相应重力势能的减少值相比，实际上哪个值应偏小些？答：动能值．
（3）若自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s2，O、A之间有几个计数点没画出，打点的时间间隔为0.02s．求
①打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=0.98m/s．
②从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△EP=0.49J，此过程中物体动能的增量△EK=0.48J．
16．如图所示，是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一单匝矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．
（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式；
（2）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计）

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