Question

（1）“探究功與物體速度變化的關系”的實驗如圖1所示，當小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．
①除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、

 

（填測量工具）和

 

電源（填“交流”或“直流”）．
②若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車的速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態與小車所在的位置，下列說法正確的是

 

．
A．橡皮筋處于原長狀態             B．橡皮筋仍處于伸長狀態
C．小車在兩個鐵釘的連線處         D．小車已過兩個鐵釘的連線
③在正確操作情況下，需要墊起木板的一端平衡摩擦，平衡摩擦時，小車是否要拖著紙帶穿過打點計時器進行？

 

（填“是”或“否”），平衡摩擦的目的是

 

．實驗時打在紙帶上的點并不都是均勻的，如圖2所示．為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的

 

部分進行測量（根據下面所示的紙帶回答，并用字母表示）．

（2）某研究性學習小組為了制作一個傳感器，需要選用某種電學元件．實驗中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：
A．待測元件（額定電壓2V、額定電流200mA）
B．電流表A₁（量程0～0.3A，內阻約為1Ω）
C．電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約為0.5Ω）
D．電壓表V（量程0～3V，內阻約為10kΩ）
E．滑動變阻器R₁（阻值范圍0～5Ω，允許最大電流1A）
F．滑動變阻器R₂（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA）
G．直流電源E（輸出電壓3V，內阻不計）
H．開關S，導線若干
I．多用電表
①為提高實驗的準確程度，電流表應選用

 

；滑動變阻器應選用

 

（以上均填器材代號）．
②請在圖中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．

③檢查實驗電路連接正確，然后閉合開關，調節滑動變阻器滑動頭，發現電流表和電壓表指針始終不發生偏轉．在不斷開電路的情況下，檢查電路故障，應該使用多用電表

 

擋；檢查過程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時，多用電表指針發生較大角度的偏轉，說明電路故障是

 

．

Answer 1

分析：（1）①測量紙帶上各點之間的距離需要使用刻度尺；打點計時器的電源應該選用交流電源；
②橡皮條做功完畢，速度最大，動能最大；
③要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分．
（2）①根據待測元件的額定電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器；
②要描繪待測元件的伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據待測元件電阻阻值與電表內阻間的關系確定電流表的接法，然后連接實物電路圖．
③在不斷開電源的情況下，一般應用直流電壓表檢查電路故障；當電壓表并聯在某段電路兩端時，如果電壓表示數為零，說明該部分電路短路或該部分電路完好而在該部分電路之外存在斷路；如果電壓表示數較大，接近電源電動勢，說明該部分電路斷路．

解答：解：（1）①探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關系，則小車的速度根據紙帶上所打的點，通過測量位移，求平均速度來代替瞬時速度．因此必須要有毫米刻度尺；要使打點計時器能工作，必須接交流電源．
故答案為：（毫米）刻度尺，交流．
②若木板是水平放置的，則小車在運動過程中要受到滑動摩擦力，當小車速度達最大時，則小車的合力為零．所以除摩擦力外，還有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋處于伸長狀態．
故選：B．
③因紙帶在運行中會受到摩擦力的作用，故在平衡摩擦力時，應帶紙帶進行操作；平衡摩擦力的目的是在實驗中只有橡皮筋的彈力力做功；
在加速過程中，橡皮條在做正功，故需要測量最大速度，即勻速運動的速度，因而需要選用間隔均勻的點，即4-7點，打點計時器每隔0.02s打一次點，故最大速度為：最后勻速階段的速度．
（2）①待測元件額定電流是200mA=0.2A，則電流表應選電流表A₁（量程0～0.3A，內阻約為1Ω）；電源電動勢是3V，不論使用哪個滑動變阻器都能保證電路安全，為方便實驗操作，應選用最大阻值較小的滑動變阻器R₁．
故答案為：A₁ R₁
②為了準確進行測量，實驗應采用滑動變阻器分壓接法，同時因待測元件內阻與電流表內阻接近，故應采用電流表外接法；故答案如圖所示
③實驗電路連接正確，閉合開關，調節滑動變阻器滑動頭，發現電流表和電壓表指針始終不發生偏轉，說明電路存在斷路．在不斷開電路的情況下，應該使用多用電表直流電壓擋檢查電路故障；檢查過程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時，多用電表指針發生較大角度的偏轉，說明電路故障是電流表斷路．
故答案為：（1）是，實驗時只有橡皮筋對小車做功（或橡皮筋對小車做的功就是總功），GI或GK
（2）①A₁；R₁；②實物電路圖如圖所示；③直流電壓；電流表斷路．

點評：本題將力學實驗和電學實驗放在了一起，要明確各實驗的實驗內容及實驗目的和方法等．電學實驗主要考查了選擇實驗器材、設計并連接實物電路圖、電路故障分析；既可以用電壓表檢查電路故障，也可以用歐姆表檢查電路故障，用歐姆表檢查電路故障時，電路應斷開與電源的連接．