Question

（1）某同學用如圖1所示的實驗裝置探究合外力做功與小車動能變化的關系．a為小車，b 為打點計時器，c為彈簧秤，d為平放在水平桌面上的長木板，e為小鉤碼．該同學實驗后利用紙帶進行位移的測量及速度的計算．
①實驗中該同學還需要做的是

A

A．測出小車的質量及記錄彈簧秤的讀數
B．測出小鉤碼的質量及記錄彈簧秤的讀數
C．測出小鉤碼的質量、小車的質量及記錄彈簧秤的讀數
②若該同學通過正確計算后發現小車所受合外力做的功明顯大
于小車動能的變化量，你認為主要原因是受

摩擦阻力

影響，實驗操作中改進的措施是

平衡摩擦力

．
（2）在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，所使用的電流表內阻約為幾歐姆，電壓表的內阻約為十幾千歐．根據實驗所測8組數據，在圖2甲所示I-U坐標系中，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線．
①請根據你的判斷在虛線框中畫出實驗電路圖，并根據電路圖在圖2乙中連線將實物圖補充完整．
②根據圖甲可確定小燈泡功率P與U²和I²的關系圖象，其中正確的是

D

③若將被測小燈泡與一定值電阻R和電源組成如圖丙所示的電路，已知電源電動勢為6.0V，內阻1.0Ω．
現測得電路中的電流為0.40A，則定值電阻R所消耗的電功率約為

0.64

W．

Answer 1

分析：（1）①彈簧和細繩相連，彈簧的示數大小等于繩子的拉力大小；實驗過程需要測出小車質量與測力計示數．
②由于平板處于水平狀態，小車運動過程中，受到小車與平板、紙帶與限位孔間的摩擦阻礙作用，可以利用重力的下滑分量來平衡小車受到的摩擦力，故最簡潔的方法是調節木板傾角，使小車恰能勻速下滑．
（2））①分析題目要求及原理，可得出實驗電路圖；由實物圖的連接方法可得出實物圖；
②由功率公式可得出功率與電流及電壓的關系，結合數學知識進行分析，即可得出正確結論；
②由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接利用歐姆定律；而是由圖象得出燈泡的電壓，再由閉合電路歐姆定律及串聯電路的規律可得出電阻兩端的電壓，由P=UI求出電功率．

解答：解：（1）①由裝置圖可知，彈簧和細繩相連，彈簧的示數大小等于繩子的拉力大小，因此為了得到小車受到的拉力，只要讀取彈簧秤的示數即可，實驗需要測量的量是：測出小車的質量及記錄彈簧秤的讀數，故選A．
②由于板處于水平狀態，小車運動過程中，受到小車與平板、紙帶與限位孔間的摩擦阻礙作用，因此小車所受合外力做的功明顯大于小車動能的變化量，改進方法是平衡摩擦力，把長木板不帶定滑輪的一端墊高，使小車恰能勻速下滑．
（2）①由題意可知，本實驗應采用滑動變阻器分壓接法，同時由于燈泡內阻較小，故電流表使用外接法，故電路圖如下圖所示；
根據電路圖連接實物圖如下圖；
②由于燈泡的電阻隨溫度的增加，由功率公式可得：P=I²R=

U2

R

；故在P-I²圖象中，圖象的斜率表示電阻，故斜率變大，故D正確；而在P-U²圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數，故圖象中斜率應越來越小，故AB均錯誤；故選D；               
③由燈泡的伏安特性曲線可知，燈泡的電流為0.4A，則電壓為4V；電源的內電壓U_內=Ir=0.4×1=0.4V；故定值電阻兩端的電壓為6-4-0.4=1.6V；
故定值電阻的功率P=UI=1.6×0.4=0.64W    
故答案為：（1）①A；②摩擦阻力；平衡摩擦力；（2）①電路圖如圖所示；②D；③0.64．

點評：（1）解答實驗的關鍵是明確實驗原理，該題的巧妙之處在通過滑輪測量繩子上的拉力大小，是考查學生創新能力的好題．
（2）電學實驗中要明確分壓接法的應用條件；并注意在實驗中應用所學過的物理規律．注意學會從數學函數的角度分析物理圖象問題，并區分曲線上某點與原點連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同．