22、(18分)
Ⅰ(8分)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端。实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据。
![]()
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a/ms-2 |
2.01 |
2.98 |
4.02 |
6.00 |
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F/N |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
5.00 |
(1)实验中使用位移传感器和计算机,可以便捷地获取信息和处理信息,所获取的信息是 ;
(2)在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线;
(3)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:_____ __________;
(4)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图(b)所示。从理论上分析,该实验图线的斜率将___________。(填“变大”,“变小”,“不变”)
答案:
(1)在连续相等时间内的位移
(2)见右图
(3)平衡摩擦力时倾角过大(理由:F=0时,就有a)
(4)变大(理由:对重生物0jf 力做功。重力做负功使重力势能增加,摩擦力做负功产生热物![]()
,原来是把重物的重力
作为拉力F,后来是用力传感器直接测F,因为
,所以用F数值作出的图象斜率变大)
Ⅱ(10分)在测定一节干电池的电动势和内电阻实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5 V,内电阻小于1.0Ω )
B.电流表A1(量程0-3 mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程0-0.6 A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0-20Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0-200Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
(3)若将图线的纵坐标改为______,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。
答案:
(1)b, D
用R0与电流表串联改装成电压表,用外接法时,
,RA越小,RV越大误差越小,所以选(b)图。因E只有1.5V,故用小电阻的滑动变阻器。
(2)1.48(士0.04)V,0.84Ω(士0.03)
把图线向纵坐标延长,读取纵截距1.47mA。
改装后的电压表的读数
,![]()
内阻![]()
(3)I1(R0+Rg1)(理由:改装后的电压表的读数
)