Question

（1）某同學在做描繪小電燈泡的伏安特性曲線實驗時，誤將電流表和電壓表接成如圖（1）甲所示的電路，其他部分連接正確，接通電源后，小燈泡的發光情況是

 

．若本實驗給定電壓表（內阻約為5kΩ）、電流表（內阻約為4Ω）、滑線變阻器、電源、開關、小燈泡（額定電壓3.8V）及導線若干，要求小燈泡的電壓從零開始增大，實驗應選擇圖（1）乙中的電路圖是

 

．該同學描出的伏安特性曲線如圖（1）丙所示，從圖中可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓的增大而

 

，當給小電燈泡加額定電壓3.8V時，其電阻為

 

Ω（答案取三位有效數字）．

（2）在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1.00kg重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖（2）所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當地的重力加速度g=9.80m/s²．那么：

①紙帶的

 

端（選填“左”或“右’）與重物相連；
②根據圖（2）所得的數據，應取圖（2）中O點和

 

點來驗證機械能守恒定律；
③從O點到所取點，重物的重力勢能減少量△E_P=

 

J，動能增加量△E_K=

 

J；（結果取3位有效數字）
④實驗的結論是

 

．

Answer 1

分析：（1）解答本題需要掌握：電壓表內阻很大，將電壓表串入電路，導致電路中電流很小；滑動變阻器的分壓和限流接法的區別，哪些情況必須采用分壓接法；隨著溫度升高燈絲的電阻率增大，因此燈泡電阻隨溫度升高而增大；根據圖丙求出電燈泡加額定電壓3.8V時的電流，然后根據歐姆定律即可求解．
（2）①根據A、B、C三個連續的點之間距離變化可以判斷紙帶的那端和重物相連．
②驗證機械能守恒時，要選取能求出速度的那點進行驗證．
③根據表中數據可以求出重力勢能變化，根據勻變速直線運動中平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出B點速度，即可求出動能增量．
④本實驗的目的就是驗證重物下落過程中機械能守恒．

解答：解：（1）電壓表內阻很大，將電壓表串入電路，導致電路中電流很小，故小燈泡不亮；由圖丙可知該實驗中電壓從零逐漸變化，因此選用的是分壓電路，故選 （b）；燈泡電阻隨著電壓的增大逐漸增大；根據圖丙可知小電燈泡加額定電壓3.8V時，電流為I=0.32A，故其電阻為R=

U

I

=

3.8

0.32

=11.9Ω．
故答案為：小燈泡不亮，（b），逐漸增大（或增大，11.9．
（2）①A、B、C之間距離逐漸增大，重物做勻變速運動，故重物和紙帶左端相連．
故答案為：左．
②根據勻變速直線運動中平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可以求出B點速度，故應取圖（2）中O點和B點來驗證機械能守恒定律．
故選：B．
③重力勢能的減小量為：△E_P=mgh，帶入數據得：△E_P=1.88J，
B點的速度為：vB=

xC-xA

2T

=1.92m/s
動能的增量為：△Ek=

1

2

mv

2 B

=1.84J
故答案為：1.88，1.84．
④本實驗的目的為驗證重物下落過程中機械能守恒．
故答案為：在誤差范圍內，重物下落過程中機械能守恒．

點評：本題比較全面的考查了電學實驗描繪小電燈泡的伏安特性曲線和力學實驗證機械能守恒定律，對于實驗問題一定要明確實驗原理，然后才能根據所學知識解答．