22.(18分)
(1)为研究做匀加速直线运动的实验小车在某一时刻的瞬时速度,把穿过打点计时器的纸带一端固定在小车上,小车拖动纸带运动时,纸带被打出一系列的点,其中有一段如图所示:
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将这些点标上代号,测出1至4各点到P点的距离S1-S4,以及P点到5至8点的距离S5-S8。算出小车从各点运动到P点的时间△t内的平均速度为
,得到如下的记录表格:
|
计时点 |
l |
2 |
3 |
4 |
P |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
△t(S) |
-0.08 |
-0.06 |
-0.04 |
-0.02 |
|
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
|
|
70.3 |
72.3 |
75.5 |
77.5 |
|
83.0 |
85.5 |
87.0 |
90.0 |
① 请以横轴代表时间△t (以打点计时器打下P点的时刻作为零时刻),以纵轴代表平均速度
,作出
图。
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② 根据作出的图回答:打点计时器打下P点时,实验小车的瞬时速度大小是 cm/s。
(2)我们知道:小灯泡的电阻随通电电流的增加而非线性地增大。现要测定当一个小灯泡的电阻等于已知电阻R0时,通过它的电流强度。选用的实验器材有:
i.待测小灯泡R1:标称值2.5V、0.3A
ii.直流电源E:电动势约6V
iii.滑动变阻器R′:标称值50Ω、1.5A
iv.微安表
量程0-200μA、内阻500Ω
v.已知定值电阻:R0=6Ω
vi.供选用的电阻:R1=160Ω、R2=3kΩ、R3=100kΩ
Vii.一个单刀单掷开关S1、一个单刀双掷开关S2、导线若干。
① 如图乙,利用一个或几个“供选用的电阻”将微安表
改装成一个量程略大2.5V的伏特表,将改装的电路图画在图甲的方框内,此伏特表V的量程是 V(本问结果取两位有效数字);
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② 现利用改装好的伏特表V和选用的器材设计如图乙所示的电路,来测量通过小灯泡的电流强度,请在图丙的实物图上连线。
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③ 将滑动变阻器R′的触头置于最右端,闭合S1。S2先接a,测得定值电阻R0两端的电压U0,再改接b,测得小灯泡RL两端的电压UL。若UL≠U0,则需反复调节R′,直到S2接a和接b时,定值电阻R0两端电压
和灯泡RL两端电压
相等,即
。若测得此时伏特表
的示数为1.5V,则通过小灯泡的电流强度为 A。