Question

(1)（6分）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=10.0m/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________J；此時重物的動能比開始下落時增加了_______J。(結果均保留三位有效數字)

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，以為縱軸畫出了如圖的圖線。圖線未過原點O的原因是___________________ 。

（2）實驗室中準備了下列器材：

待測干電池（電動勢約1.5V，內阻約1.0Ω）

電流表G（滿偏電流1.5mA，內阻10Ω）

電流表A（量程0~0.60A，內阻約0.10Ω）

滑動變阻器R₁（0~20Ω，2A）

滑動變阻器R₂（0~100Ω，1A）

定值電阻R₃=990Ω、開關S和導線若干

①小明同學選用上述器材（滑動變阻器只選用了一個）測定一節干電池的電動勢和內電阻。為了能較為準確地進行測量和操作方便，實驗中選用的滑動變阻器，應是      。（填代號）

②請在方框中畫出他的實驗電路圖。

③右下圖為小明根據實驗數據作出的I₁—I₂圖線（I₁為電流表G的示數，I₂為電流表A的示數），由該圖線可得：被測干電池的電動勢E=           V，內電阻r=           Ω。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）①  1.80；1.71  ②先釋放重物，再接通計時器電源(“打下第一個點時重物已經有速度”也對)  

（2）①R₁ 滑動變阻器；②如圖；③1.46—1.48，0.76—0.78

【解析】

試題分析：

（1）

①  減少的重力勢能大小為 

②先求出B點的速度，B點速度大小等于AC中間時刻速度，則

那么B處的動能為

 ②先釋放重物，再接通計時器電源(“打下第一個點時重物已經有速度”也對)

（2）

①滑動變阻器應選R₁ ，這是由于電路中最大電流約為，而滑動變阻器2最大電流小于此電流，則不安全，所以選用1。

②由于電流計量程電流遠小于干路中允許的電流，則不可以直接測電源上流過電流，我們可以使其與定值電阻相連接，使之相當于一電壓表，如圖所示。

③根據閉合電路歐姆定律可得：

整理得

數據處理：將圖像所給圖像延長與縱軸及橫軸相交如圖所示，得斜率大小為k=，縱軸截距為1.47×10^-3A，

又由于斜率大小為，縱軸截距為，代入數據得：

E=1.47V，r=0。76Ω

說明：讀數存在誤差，則E的范圍可1.46—1.48，內阻范圍為0.76—0.78