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某研究性学习小组设计了一个方案来测量物体的电荷量.如下图甲所示,将一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于天花板上的O点,O点竖直固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度
的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属薄板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场),两块金属薄板与量角器所在平面垂直.另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电源E、电压表V、开关S、滑动变阻器R及导线若干.若在整个实验过程中不考虑微量的静电泄漏,小球始终不与金属薄板相碰,试根据如下实验操作回答:
(1)用天平测出小球的质量m,按图甲所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N两板之间的距离d,然后使小球带上一定的电荷量;
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(2)小组成员预先设计了如下图乙、丙所示的控制电路,为了使M、N两板之间的电势差(即电压表的示数)能从0开始逐渐增大,应该选用图________控制电路(选填“乙”或“丙”);
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(3)正确选择控制电路与图甲中的接线柱A、B连接后,闭合开关S,缓慢调节滑动变阻器R滑片P,记录下多组电压表的示数U和相应的丝线偏离竖直方向的夹角
;
(4)以U为纵坐标,以tan
为横坐标,将上述多组实验数据描点后可得到一条过原点的直线,若该直线的斜率k,则被测小球的电荷量q=________(用m、d、k、g表示);
(5)在完成最后一组数据测量后,该小组成员采用特殊手段将接线柱A、B与控制电路脱开,在确保金属薄板M、N上已有电荷量不变的条件下:①若将M、N两板间距d缓慢适量增大,则悬挂小球的绝缘丝线偏离竖直方向的夹角
将________(选填“增大”、“不变”或“减小”);②若将绝缘丝线在悬点O处瞬间剪断,则小球将做什么形式的运动?答:________.
(1)(8分)如图所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图。图中小车A的质量为m1,连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B,它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上,重物p的质量为m2 , C为测力传感器,实验时改变p的质量,可以读出测力器不同读数F,不计绳与滑轮的摩擦。![]()
①为了减小长木板对小车摩擦力的影响,必须先 (填“挂”或者“不挂”)重物p,在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块,反复移动木块的位置,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系列 的点。
②下列说法正确的是
A.电火花打点计时器应接4-6V低压交流电源
B.实验时应先接通电源后释放小车
C.实验中m2应远小于m1
D.测力计的读数始终为
③下图为某次实验得到的纸带,相邻计数点间还有四个点没有画出。从图中读出AB两点间距s=__________cm; ![]()
④由此可求得小车的加速度的大小是 。(交流电的频率为50Hz,结果保留二位有效数字)
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电流表0~3A(内阻约0.1Ω) B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω)
C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
E.滑动变阻器(10Ω,1A) F.滑动变阻器(1kΩ,300mA)
①除电源、开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用 (填字母代号)。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图左所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可判断断路的导线是 (填字母代号)。![]()
③该同学在实验中测得多组数据并描点如图所示,请在格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
④若小灯泡的电功率为P,则图中的图线可能正确的是 。![]()
①为了减小长木板对小车摩擦力的影响,必须先 (填“挂”或者“不挂”)重物p,在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块,反复移动木块的位置,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系列 的点。
②下列说法正确的是
A.电火花打点计时器应接4-6V低压交流电源
B.实验时应先接通电源后释放小车
C.实验中m2应远小于m1
D.测力计的读数始终为
③下图为某次实验得到的纸带,相邻计数点间还有四个点没有画出。从图中读出AB两点间距s=__________cm;
④由此可求得小车的加速度的大小是 。(交流电的频率为50Hz,结果保留二位有效数字)
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电流表0~3A(内阻约0.1Ω) B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω)
C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
E.滑动变阻器(10Ω,1A) F.滑动变阻器(1kΩ,300mA)
①除电源、开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用 (填字母代号)。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图左所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可判断断路的导线是 (填字母代号)。
③该同学在实验中测得多组数据并描点如图所示,请在格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
④若小灯泡的电功率为P,则图中的图线可能正确的是 。
①下列说法正确的有
A.平衡摩擦力时,用细线一端挂空砝码盘,另一端与小车相连,将木板适当倾斜,使小车在木板上近似做匀速直线运动
B.每次改变砝码及砝码盘总质量之后,应重新平衡摩擦力
C.应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量
D.可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力
②乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分.从比较清晰的点迹起,在纸带 上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出,用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图所示,己知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,则此次实验中小车运动加速度的测量值a=
③某同学平衡摩擦力后,改变砝码盘中砝码的质量,分别测量出小车的加速度a.以 砝码的重力F为横坐标,以小车的加速度a为纵坐标,得如图丙所示的a-F图象,则图线不通过坐标原点的主要原因是
(2)为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,某小组的同学从实验室里选取了以下器材:两节干电池组成的电池组(电动势约3V,内阻约1Ω)/电压表(量程0?3V,内阻约1OkΩ),电阻箱(0?999.9Ω),保护电阻R0(阻值5Ω),开关一只,导 线若干.
①在图1所示的实验原理实物图中,该同学已完成了部分导线的连接,为使电压表示数有较大的变化范围,请用笔 画线代替导线完成余下的导线连接.
②实验中,同学们试着用多用电表代替电压表测量电
压.在完成机械调零之后,应将选择幵关拨到表盘上的
③同学们根据以上的实验原理和方法进行了实验,通过调节电阻箱的电阻值,得到了多组电阻箱阻值R和电压表示数U,并以
| 1 |
| U |
| 1 |
| R |
| 1 |
| U |
| 1 |
| R |
(1)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz在线带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如是22图1所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:
=16.6mm
=126.5mm
=624.5mm
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若无法再做实验,可由以上信息推知:
① 相信两计数点的时间间隔为__________S
② 打C点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字)
③物体的加速度大小为__________(用
、
、
、
和f表示)
(2)在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用器材有:灯泡1,量程恰当的电流表示 A和电压V,直流电源滑动变阴器R,电键S等,要求灯泡两端电压从OV开始变化,
① 实验中滑动变阻器应采用____________接法(填“分压”或“限流”)
② 某同学已连接如题22图2所示的电路,在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前,请指出其中仅有的2个不当之处,并说明如何改下
A.__________________________________________
B._______________________________________________
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③ 电路连接正确后,分别测得两只灯泡
和
的伏安特性曲线如题22图3中Ⅰ和Ⅱ所示。然后将灯泡
、
与电池组(电动势和内阻均恒定)连成题22图4所示电路。多次测量后得到通过
和
的电流平均值分别为0.30A和0.60A。
A. 在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
B. 由该曲线可知电池组的电动势为_________V,内阻为_________
。(取2位有效数字)
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