Question

（1）某同學用如圖1所示電路來測定電池的電動勢和內阻．
①實驗開始時，滑片P應位于

A

 端．（填A或B）
②該同學測得如下表的五組數據．根據數據在答題卷相應圖2中作出U-I圖線，從圖象可得電池的電動勢E=

1.45

V，內阻r=

0.69

Ω．（結果均保留二位小數）．

	1	2	3	4	5
U/V	1.37	1.32	1.24	1.10	1.05
I/A	0.12	0.20	0.31	0.50	0.57

（2）用自由落體法進行“驗證機械能守恒定律”的實驗
①實驗完畢后選出一條紙帶如圖3所示，其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，打點計時器通以50Hz的交流電．用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質量為1.00kg，取g=9.80m/s²．甲同學根據以上數據算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了

1.82

J；此時重物的動能比開始下落時增加了

1.71

J．（結果均保留三位有效數字）．實驗中產生系統誤差的原因是

重物在下落過程中受到阻力作用

．

②乙同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，以h為橫軸，以

1

2

v2為縱軸畫出了如圖4的圖線．圖線未過原點O的原因是

打下第一個點時重物已經有速度

．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器采用限流接法時，為保證電路安全，閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值；根據實驗數據在坐標系中描點，然后用一直線把各點連接起來，作出電源的U-I圖象，圖象與縱軸的交點是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值是電源的內阻．
（2）重物在下落過程中減少的重力勢能E_P=mgh；根據做勻變速運動的物體在某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，然后求出重物經過B點時的動能；由于物體在下落過程中受到阻力作用，機械能有損失，動能的增加量小于重力勢能的減少量；實驗時應先接通電源，再放開重物，否則打第一個點時，物體應經具有一定的速度．

解答：解：（1）①由電路圖可知，實驗開始時，滑片P應位于A端．
②應用描點法作圖，作出電源的U-I圖象如圖所示；
由電源的U-I圖象可知，電源電動勢E=1.45V，
電源內阻r=

△U

△I

=

1.45-1.0

0.65

≈0.69Ω；
（2）①打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了：
△E_P=mgh_B=1.00×9.8×0.1860≈1.82J；
計數點間的時間間隔t=0.02×2=0.04s，打下B點時的速度v_B=

AC

2t

=

0.2721m-0.1241m

2×0.04s

=1.85m/s，
重物的動能比開始下落時增加了△E_K=

1

2

mv_B²=

1

2

×1.00×1.85²≈1.71J；
由于重物在下落過程中紙帶通過打點計時器受摩擦阻力、重物受到空氣阻力等阻力作用，
物體的機械能有損失，使物體動能的增加量小于物體重力勢能的減少量．
②實驗時如果先釋放重物，再接通打點計時器電源，則在打點計時器打第一個點時，重物已經有一定的速度，在應用圖象法處理實驗數據時，在所作出的以

1

2

v2-h圖象不過原點，在縱軸上有截距．
故答案為：（1）①A②圖象如圖所示；1.45；0.69；（2）①1.82；1.71；重物在下落過程中受到阻力作用；
②打下第一個點時重物已經有速度．

點評：本題考查了測電源電動勢與內阻實驗和“驗證機械能守恒定律”實驗，考查了應用圖象法處理實驗數據，應用圖象法處理實驗數據是常用的方法，一定要掌握應用圖象法處理實驗數據．