Question

（1）在“利用打點計時器測定勻變速直線運動加速度”的實驗中，打點計時器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學在打出的紙帶上按打點的先后順序每5點取一個計數點，共取了A、B、C、D、E、F六個計數點（每相鄰兩個計數點間還有四個點）．從A點開始在每一個計數點處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由長到短緊靠但不重疊地粘在xOy坐標系中，如圖1所示．
①若把每一段紙帶的右上端連接起來，結果得到一條傾斜的直線，如圖所示，由圖1可知紙帶做    運動，且直線與-x方向夾角越大，說明紙帶運動的    越大．
②從第一個計數點A開始計時，為求出0.25s時刻紙帶的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度？答：    ．
③若測得a段紙帶的長度為“10.0cm，e段紙帶的長度為2.0cm，則可求出加速度的大小為    m/s²．
（2）（7分）現有一種特殊的電池，它的電動勢E為9V左右，內阻r大約為40Ω，為了測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用如圖2甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的量程為6V，內阻為2KΩ，R₁為電阻箱，阻值范圍0～999Ω，R為定值電阻．
①實驗室備有以下幾種定值電阻R
A． 10Ω    B．100Ω    C．200Ω    D．2000Ω
為使實驗能順利進行應選哪一種？答    ．（填字母序號）
②該同學接入符合要求的R后，閉合開關S調整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數，記錄多組數據，作出了如圖2乙所示的圖線．則根據圖線可求得該電池的電動勢E為    V，內阻r為    Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）①紙帶剪接后圖線變化規律恰好與速度一樣．
    ②求0.25s的速度，即求0.2～0.3s內的平均速度．
    ③利用△x=aT²求a
（2）①R至少應分走3V左右的電壓，其電阻至少得是電壓表的一半
    ②關鍵是弄清圖象兩坐標軸的物理意義
解答：解：（1）①紙帶剪接后，水平方向每條寬度相同，正好與時間對應，豎直長度為相鄰相等時間的位移，由于△x=aT²，紙帶長度差相等，變化規律恰好與速度一樣．圖線可看作v-t圖象，即速度均勻減少，勻減速運動，圖象斜率越大，加速度越大．
       ②求0.25s的速度，即求0.2～0.3s內的平均速度，0.2～0.3s內的位移恰好是紙帶C段對應的長度．
       ③利用△x=aT²，即，有：
       ，
      所以a大小為2.0m/s²
（2）①電源電動勢約為9V，而電壓表量程只有6V，故R至少應分走3V左右的電壓，其電阻至少得是電壓表的一半，故選D
    ②由圖可知，當R₁趨于無窮大時，
     ，
    此時外壓等于電動勢，又R0與電壓表串聯且電阻相同，所以此時
    
    由圖象知當時，，
    由閉合電路的歐姆定律有
    ，
    將E、U₁、R₁代入解得
      r=41.7Ω
故答案為：（1）①勻減速直線 加速度  ②c   ③2.0
         （2）①D  ②10  41.7
點評：本題前半部分是對課本課后題（新人教）的拓展，意在提醒同學們注意基礎知識．后半部分考查測量電源的電動勢和內阻的實驗，一定要牢記基本原理：閉合電路的歐姆定律，以不變應萬變．圖象問題處理時要注意多看：看物理量、看單位、看初始值、看走向、看斜率、看面積．本題難度適中．