Question

（1）某同學設計了如圖甲所示的裝置來驗證“加速度與力的關系”．把打點計時器固定在長木板上，把紙帶穿過打點計時器連在車的左端．將數字測力計固定在小車上，小車放在長木板上．在數字測力計的右側拴有一細線，細線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運動，數字測力計可以直接顯示細線拉力的大�。�
①采用數顯測力計測量細線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比

 

（填選項前的字母）
A．可以不用平衡摩擦力
B．直接測量小車（包括測力計）所受的拉力，可以減少誤差
C．利用此實驗裝置不用測量重物的質量
D．重物的質量要遠遠小于小車和數顯測力計的總質量
②圖乙是某同學在此實驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數點間有四個點未畫出．已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50H_Z，則小車運動的加速度a=

 

m/s²．
③保持小車和數字測力計的總質量一定，改變鉤碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．請同學們根據測量數據做出a-F圖象．
④試分析上圖中圖象不過坐標原點的原因：

 

（2）在“測定電池的電動勢和內電阻”的實驗中，備有如下器材：
A．干電池
B．電流表（0～0.6A、內阻約0.1Ω）
C．靈敏電流計G（滿偏電流Ig=200μA、內阻r_g=500Ω）
D．滑動變阻器（0～20Ω、2.0A）
E．電阻箱R
F．開關、導線若干
①由于沒有電壓表，需要把靈敏電流計G改裝成量程為2V的電壓表，需串聯一個阻值為

 

Ω的電阻．
②改裝后采用如圖甲所示電路進行測量，請在乙圖上完成實物連線．

③在閉合開關S前，將滑動變阻器的滑片移動
至

 

（填“a端”、“中央”或“b 端”）．
④丙圖為該實驗繪出的I₁-I₂圖線（I₁為靈敏電流計G的示數，I₂為電流表A的示數），由圖線可求得被測電池的電動勢E=

 

 V，內電阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）題關鍵是明確實驗原理，只有平衡摩擦力后細線對小車的拉力才為小車受到的合力，采用數顯測力計后可以直接讀出細線的拉力，因此不再需要測出重物的質量，也不需要滿足重物質量遠小于小車質量的條件，再就是應明確a-F圖線不過原點的含義．
（2）題的難點是根據閉合電路歐姆定律寫出兩電流表之間的關系式，然后整理出

I

1

與

I

2

間的函數關系式，根據圖象求出斜率和截距，再聯立求解即可．

解答：解：（1）①采用數顯測力計測量細線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比，可以直接測量出小車（包括測力計）所受的拉力，不需要再滿足重物的質量要遠遠小于小車和數顯測力計的總質量的條件，也不需要測量重物的質量，從而減少了實驗的系統誤差，故BC正確，D錯誤，
但仍需要平衡摩擦力，否則細線拉力就不是小車受到的合力，故A錯誤．
②取計數點2到6研究，

S

1

=（2.14+2.53）cm=4.67cm，

S

2

=（2.92+3.31）cm=6.23cm，t=2×0.1s=0.2s，由△S=a

t

2

得a=

S   2 -S   1

t 2

=0.39m/

s

2

③根據測量數據做出a-F圖象如圖所示，

④由圖象知當拉力不為零時加速度a=0小車仍未動，說明實驗時沒有平衡摩擦力或木板的傾角太�。�
（2）①根據歐姆定律有U=

I

g

．（

r

g

+R），解得R=9500Ω，即需串聯一個阻值為9500Ω的電阻．
②實物連線如圖

③閉合開關S前應將滑動變阻器的滑動片運動a端，以使電路中的電流最小而保護電流表．
④根據閉合電路歐姆定律有E=（

I

1

+

I

2

）r+

I

1

．（

r

g

+R），可

I

1

=-

r

r +r   g +R

．I

2

+

E

r +r   g +R

，根據圖象求出縱軸截距為147μA，

E

r +r   g +R

=147

×10

-6

A，圖象斜率大小為K=80

×10

-6

，即

r

r +r   g +R

=80

×10

-6

，兩式聯立解得r=0.80Ω（0.80～0.87均可），E=1.47V（1.46～1.49均可）
故答案為（1）①BC，②0.39 ③如圖，④沒有平衡摩擦力或木板的傾角太�。�
        （2）①9500，②如圖，③a端，④1.47V（1.46～1.49均可），0.80Ω（0.80～0.87均可）．

點評：求解實驗題的關鍵是明確實驗原理，在遇到需要根據圖象求解的問題時，要先根據物理規(guī)律寫出表達式，再整理出縱軸物理量與橫軸物理量間的函數式，并由圖象求出斜率和截距，解方程即可．