Question

（1）某同學用如圖所示的裝置測定重力加速度：

①電火花計時器的工作電壓為

 

，頻率

 

．
②打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的

 

端應和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
③紙帶上1至9各點為計時點，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時的加速度為

 

 m/s²．
④當?shù)氐闹亓�加速度�?shù)值為9.8m/s²，請列出測量值與當?shù)刂亓�加速度的值有差異的一個原因

 

．

（2）在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
A．干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）
B．電壓表V（0～15V）
C．電流表A（0～0.6A、內(nèi)阻0.1Ω）  D．電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻R_g=10Ω）
E 滑動變阻器R₁（0～10Ω、10A）    F．滑動變阻器R₂（0～100Ω、1A）
G．定值電阻R₃=990Ω              H．開關、導線若干
①為了方便且能較準確地進行測量，其中應選用的滑動變阻器是

 

（填寫字母代號）
②請在線框內(nèi)畫出你所設計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號．
③上圖為某一同學根據(jù)他設計的實驗，繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；若物體帶動紙帶做勻變速直線運動，利用勻變速直線運動的推論△x=aT²，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．
（2）滑動變阻器應起來限流保護作用，并且在使用時要選用易于調(diào)節(jié)的；
由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻，故若采用電流表外接法，則測得的內(nèi)阻誤差太大；
由作出的U-I圖可知，圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻．

解答：解：（1）①電火花計時器的工作電壓為交流220 V，頻率50 Hz．
②從紙帶上可以發(fā)現(xiàn)從左端到右端，相鄰的計數(shù)點的距離越來越小，也就是說明速度越來越小，與重物相連接的紙帶先打出點，速度較小，所以實驗時紙帶的右端端通過夾子和重物相連接．即實驗時紙帶的乙端應和重物相連接．
③根據(jù)運動學公式得：△x=aT²，有：
a=

x23-x78

5T2

，將x₇₈=2.04cm，x₂₃=3.92cm，T=0.02s，帶入解得：g=9.4m/s²．
④測量值與當?shù)刂亓�加速度的值有差異的一個原因是紙帶和打點計時器間的摩擦阻力、空氣阻力，故導致測量值比真實值偏�。�
（2）①滑動變阻器起調(diào)節(jié)電路作用，若總電阻太大，則調(diào)節(jié)時電阻變化過大，使電路中電流太小，故應選取小一點的電阻，一般約為內(nèi)阻的幾十倍即可；故選R₁；
②電路直接采用串聯(lián)即可，由于提供的電壓表量程較大，讀數(shù)誤差較大，
所以我們可以把定值電阻和G串聯(lián)當成電壓表使用，如圖：

③由圖可知，電源的電動勢E=1.47V，內(nèi)阻r=

1.47-1.0

0.58

=0.82Ω；
故答案為：（1）①交流220 V，50 Hz；
②乙；
③9.4；
④空氣阻力、摩擦阻力；
（2）①R₁  ②電路圖如圖所示
③E=1.47，r=0.82Ω

點評：（1）要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒．
紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，計算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
（2）測電動勢和內(nèi)電阻的實驗高考可較多出現(xiàn)，但考查內(nèi)容相對集中，主要是考查誤差分析、電路的選擇及數(shù)據(jù)的處理，應注意掌握基礎知識．