Question

（1）某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器測量小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度．
①電磁打點(diǎn)計時器是一種使用

 

（填“交流”或“直流”）電源的計時儀器，它的工作電壓是4-6V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時，它每隔

 

s打一次點(diǎn)．
②使用打點(diǎn)計時器時，接通電源與讓紙帶隨小車開始運(yùn)動這兩個操作過程的操作順序，應(yīng)該是

 

A．先接通電源，后釋放紙帶        B．先釋放紙帶，后接通電源
C．釋放紙帶的同時接通電源        D．哪個先，哪個后都可以
③實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)從打出的若干紙帶中選取一條紙帶，如圖1所示，紙帶上按時間順序取為A、B、C、D四個計數(shù)點(diǎn)，每兩個點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出．用尺子測得各點(diǎn)的距離為s₁=3.62cm，s₂=4.75cm，s₃=5.88cm．
根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可以判斷小車在做勻加速直線運(yùn)動，理由是

 

（請用文字描述）；在記數(shù)點(diǎn)C所代表的時刻，紙帶運(yùn)動的瞬時速度是

 

m/s；小車的加速度是

 

m/s²．（以上兩空小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）
（2）某物理興趣小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)探究電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)的主要操作如下：
①先用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，這樣測出的電動勢比真實(shí)值

 

（選填“偏大”或“偏小”）．
②若按圖（甲）所示接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記下電阻箱和電壓表對應(yīng)的一系列讀數(shù)R、U，并將數(shù)據(jù)記錄在下表中．第2次實(shí)驗(yàn)中，電阻箱的示數(shù)如圖（乙）所示，此時電阻箱接入電路的電阻是

 

Ω

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
1 U /（V-1）	0.80	1.07	1.30	1.47	1.80	2.27
1 R /（Ω-1）	0.2		0.8	1.0	1.5	2.0

③圖（丙）是根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出的

1

U

-

1

R

圖象．若忽略電壓表內(nèi)阻的影響，當(dāng)電阻箱、電壓表的示數(shù)分別是R、U時，電池電動勢E=

 

（用U、R、r表示）；設(shè)

1

U

-

1

R

圖象縱軸截距為A，則A與電池電動勢E的函數(shù)關(guān)系式是

 

，該圖象的斜率K與E、r之間的函數(shù)關(guān)系式是

 

；
④根據(jù)圖象可知：電池的電動勢E=

 

V，內(nèi)阻r=

 

Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）打點(diǎn)計時器應(yīng)使用交流電源，頻率為50Hz，則每隔0.02s打一個點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)當(dāng)先接通電源，再釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運(yùn)動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低．
當(dāng)物體在相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，該運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動．根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出C點(diǎn)的瞬時速度，根據(jù)△x=aT²求出加速度的大�。�
（2）用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，考慮電壓表的內(nèi)阻，判斷電壓表的示數(shù)與電動勢的關(guān)系．
本實(shí)驗(yàn)通過伏阻法測量電源電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理推導(dǎo)出

1

U

-

1

R

的關(guān)系式，通過圖象的斜率、截距去求解電源的電動勢和內(nèi)阻．

解答：解：（1）①打點(diǎn)計時器使用的是交流電源，頻率為50Hz，則每隔0.02s打一個點(diǎn)．
②實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運(yùn)動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點(diǎn)，大部分紙帶沒有打上點(diǎn)，紙帶的利用率太低．
③當(dāng)相等時間間隔內(nèi)的位移差相等，該運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動．vC=

s2+s3

2T

=

(4.75+5.88)×10-2

2×0.1

m/s=0.53m/s．相等時間內(nèi)位移之差為1.13cm，則a=

△x

T2

=

1.13×10-2

0.01

m/s2=1.13m/s2．
（2）①用電壓表直接接在電池兩極粗測電池的電動勢，考慮到電壓表的內(nèi)阻，知電壓表的示數(shù)為外電壓，小于電動勢，所以測出的電動勢比真實(shí)值偏�。�
②電阻箱的電阻為2Ω．
③因?yàn)镋=U+

U

R

r，解得

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R

．可知

1

U

-

1

R

為一次函數(shù)關(guān)系，圖線的斜率K=

r

E

，縱軸截距A=

1

E

．
④根據(jù)圖象可知，A=

1

E

≈0.58，解得E=1.72V．

r

E

=

2.28-0.58

2.0

=0.85，解得r=1.46Ω．
故答案為：（1）①交流  0.02
②A
③相等時間間隔內(nèi)的位移差相等；0.53，1.13．
（2）①偏小
②2
③E=U+

U

R

r   A=

1

E

   K=

r

E

④1.72，1.46

點(diǎn)評：關(guān)于測量電源的電動勢和內(nèi)阻，關(guān)鍵掌握其實(shí)驗(yàn)的原理，根據(jù)圖線的斜率和截距進(jìn)行分析．