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(1)请在方框中画出用以上有关器材测量电源内阻的电路图。(电阻箱的符号为
)
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(2)请根据所用的器材情况,说明实验操作方案及要记录的数据,并根据你所测出的数据导出电源内阻的表达式。用该实验方案测电源内阻引起误差的原因是什么?
查看习题详情和答案>>乙实验小组用图9提供的实验器材进行实验:
在“探究动能定理”的实验中,需要用电磁打点计时器记录小车带动纸带运动情况,如图9所示。给电磁打点计时器提供的电源是 (选填序号)
A.4节干电池
B.3节蓄电池
C.学生电源4 V~6 V,交流输出
D.学生电源4 V~6 V,直流输出
实验步骤如下:
①将打点计时器固定在长木板上,纸带连接在小车上并穿过打点计时器的限位孔;
②平衡摩擦力,在长木板的左端下面垫上木块反复移动木块的位置直到小车在斜面上保持匀速直线运动状态。
③将一根橡皮筋按图7方式连接在小车上,调整小车位置,在弹性限度内使橡皮筋的形变大一些,记下小车开始运动时的位置。
④接通打点计时器的电源,待打点声音平稳后释放小车,得到一条打了一系列印痕的纸带,在纸带上标明所对应的橡皮筋条数。
⑤测出纸带上打点均匀部分的最大点间距,并求出最大间隔对应的平均速度,这就是小车的最大速度vm。
⑥改变橡皮筋的条数,重复上述实验。把橡皮筋条数n和对应的最大速度的平方vm2记录在表格内。
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 橡皮筋条数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 小车最大速度的平方vm2/m2·s-2 | vm12 | vm22 | vm32 | vm42 | vm52 | vm62 |
根据以上实验步骤回答下列问题:
a.采用平衡摩擦力的方法可使小车做匀速直线运动,简要说明判断小车做匀速直线运动比较精确的方法。
答:
。
b.实验步骤⑥,“改变橡皮筋的条数,重复上述实验”中,各个橡皮筋是以串联方式还是并联方式接在小车上?
答: 。
c.在上述实验中,每一次实验,不同数量的橡皮筋对小车做功的大小不能直接测量,需要转化成另一个量表示。请你说明不同数量的橡皮筋对小车做功的大小用什么量表示?在用此量表示时,需要注意什么?
答:
。
d.采用什么方法寻找橡皮筋对小车做功与小车动能变化的关系?
答: 。
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(a)请你帮他从给定的器材中选出实验所需器材(填器材前面的字母)
(b)需要测量的物理量是
(c)用你测量的物理量写出重力加速度的表达式
| △s | ||
|
| △s | ||
|
(2)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量一个刻度盘总共有10个小格且刻度均匀、但量程未准确确定的电压表V1的量程U1m.要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据.
| 器材(代号) | 规 格 |
| 待测电压表V1 | 量程在25V左右,内阻r1=250kΩ |
| 标准电压表V2 | 量程2V,内阻r2=20kΩ |
| 电流表A | 量程3A,内阻r3=0.01Ω |
| 滑动变阻器R | 总阻值1kΩ |
| 稳压电源E | 30V,内阻很小 |
| 开关S | |
| 导线若干 |
(a)画出电路,标明所用器材的代号,并填入答卷中的指定位置.
(b)若选用测量数据中的一组合理数据来计算V1的量程U1m,则表达式为U1m=
1
| ||||
|
1
| ||||
|
①你认为
②写出你认为可行的方案中用于计算棉线最大拉力表达式Fm=
| mgL | ||
2
|
| mgL | ||
2
|
(2)如图2所示电路是某校实验室提供给学生测量表头内阻的测量电路,某次实验中,实验室提供了规格相同的待测表头、内阻可以忽略的电源,其他器材由学生自选,实验中有两个小组都依据该电路,选用了不同规格的器材,用不同的方法对表头内阻进行了测量.
第一组:先保持K2断开、K1闭合,再调节电阻箱R1使G表满偏,然后再闭合K2,调节电阻箱R2使G表半偏,他们认为Rg=R2;
第二组:先保持K2断开、K1闭合,再调节电阻箱R1使G表满偏,然后闭合K2,减小R1为原来的一半后,再调节 R2使电流表仍然满偏.
①第一组只有在满足
| R2R1 |
| R1-R2 |
| R2R1 |
| R1-R2 |
②第二组精确测量Rg的表达式为:
A.待测电压表(0~3V,内阻在3.5kΩ~4.5kΩ之间);
B.电流表(0~1mA);C.滑动变阻器(0~50Ω);
D.开关;E.电源(1.5V的干电池两节);F.导线若干
要求多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻.
(1)某同学设计了如图1所示的电路图,但根据电路图正确连接实物后,在实际测量时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都几乎不发生变化,请你简述他在设计中存在的问题
(2)请你另外设计一个电路图,画在图2所示的方框内.
(3)根据你设计的电路图,将图3中实物连接起来.
(二)有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘.如图4所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
| 弹簧长度压缩量x(cm) | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 |
| 钢球飞行水平距离s(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |