實驗題:
(I)在驗證機械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量為m 的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如下圖1所示,相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s,長度單位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打點計時器打下記數(shù)點B時,物體的速度VB=
0.96
0.96
 m/s(保留兩位有效數(shù)字);
(2)根據(jù)題中提供的條件,可求出重錘實際下落的加速度a=
9.5
9.5
 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)即使在實驗操作規(guī)范,數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下,該實驗測得的△EP 也一定略大于△EK,這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果,試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因為
重錘和紙帶受到阻力作用,機械能有損失.
重錘和紙帶受到阻力作用,機械能有損失.

(II)現(xiàn)用伏安法研究某電子器件Rx的伏安特性曲線如圖2,要求特性曲線盡可能完整(直接測量的變化范圍盡可能大一些).現(xiàn)備有下列器材供選用:
A.量程是0~0.6A,內(nèi)阻是0.5Ω的電流表
B.量程是0~3A,內(nèi)阻是0.1Ω的電流表
C.量程是0~3V,內(nèi)阻是6kΩ的電壓表
D.量程是0~15V,內(nèi)阻是30kΩ的電壓表
E.阻值為0~1kΩ的滑動變阻器
F.阻值為0~10Ω的滑動變阻器
G.蓄電池(12V,內(nèi)阻不計)
H.開關(guān)一個,導線若干.
(1)為使測量結(jié)果盡量準確,電流表應選用
B
B
,電壓表應選用
D
D
,滑動變阻器應選用
F
F
(只填字母代號)
(2)如圖所示是Rx的伏安特性曲線.在方框中(圖3)畫出實驗電路圖.
(3)若Rx與標有“6V,9W”的燈泡串聯(lián)后,接入直流電源兩端,燈泡恰能正常發(fā)光.則此時該電子器件兩端的電壓是
2.0
2.0
V.
分析:(I)(1)勻變速直線運動中時間中間時刻的瞬時速度等于平均速度可以求出B點速度的大;
(2)根據(jù)△h=hBC-hAB=at2可以求出加速度的大;
(3)實驗存在系統(tǒng)誤差,原因是重錘和紙帶都受到阻力的作用,因此機械能有損失.
(II)(1)因要求電壓從零開始變化,變阻器用分壓接法,應選小阻值滑動變阻器,電壓表和電流表要求在保證安全的前提下偏轉(zhuǎn)角度大些,在滿刻度的三分之二左右偏轉(zhuǎn);
(2)由實驗要求可知本實驗中電流表及電壓表的示數(shù)應從零開始變化,根據(jù)分壓及限流的接法可得出實驗的電路圖;
(3)燈泡正常發(fā)光,由此求出電路中的電流,根據(jù)閉合電路歐姆定律求出路端電壓,利用串聯(lián)電路特點,進一步求出電子器件的電壓.
解答:解:(I)
(1)勻變速直線運動中時間中間時刻的瞬時速度等于平均速度,因此有:
vB=
(6.91-3.07)×10-2m
2×0.02s
=0.96m/s

(2)根據(jù)△h=hBC-hAB=at2可以求出加速度的大小為:
a=
△h
T2
=
(6.91-4.80)×10-2m-(4.80-3.07)×10-2m
(0.02s)2
=9.5m/s2
(3)重錘帶著紙帶下落過程中不可避免的受到阻力作用,因此重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化動能,機械能有損失,故實驗測得的△EP 也一定略大于△EK
(II)
(1)根據(jù)圖(2)可知,該電子器件的電流超過接近3A,最大電壓超過12V,因此電流表選項B,電壓表選擇D,因要求電壓從零開始變化,變阻器用分壓接法,應選小阻值的F.
(2)由題意要求可知,電壓從零開始變化,并要多測幾組數(shù)據(jù),故只能采用滑動變阻器分壓接法;
燈泡的電阻約為R=
U2
P
=
62
2.5
Ω
=14.4Ω,燈泡的電阻值比較小,屬于小電阻,所以用電流表外接法,電路圖如圖所示:

(3)若Rx與標有“6V,9W”的燈泡串聯(lián)后,接入直流電源兩端,燈泡恰能正常發(fā)光,則電流的大。
I=
P
U
=
9
6
A=1.5A.從U-I圖線可知,此時電子器件兩端的電壓為2.0V.根據(jù)閉合電路歐姆定律知,電源的內(nèi)電壓U內(nèi)=12-2-6V=4V,
根據(jù)串聯(lián)電路特點可知電阻元件的電壓為:
U=(15-4-9)V=2V
故答案為:(I)、(1)0.96,(2)9.5,(3)重錘和紙帶受到阻力作用,機械能有損失.
(II)、(1)B,D,F(xiàn) 
(2)

(3)2.0.
點評:(I)解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理,以及在紙帶處理中,掌握瞬時速度的求解方法.
(II)本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇;應注意滑動變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應用,同時還應明確內(nèi)外接法的不同及判斷.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

I.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在電壓為E,頻率為f的交流電源上,在實驗中打下一條理想紙帶,如圖12所示,選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點的距離為S0,點AC間的距離為S1,點CE間的距離為,已知重錘的質(zhì)量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則:

⑴ 從起始點O到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減少量為△EP              ,重錘動能的增加量為△EK               。

⑵ 根據(jù)題中提供的條件,可求出重錘實際下落的加速度a =          ,它和當?shù)氐闹亓λ俣萭進行比較,則a           g(填“>”、“=”或“<”)。

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I.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在電壓為E,頻率為f的交流電源上,在實驗中打下一條理想紙帶,如圖12所示,選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點的距離為S0,點AC間的距離為S1,點CE間的距離為,已知重錘的質(zhì)量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則:

⑴ 從起始點O到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減少量為△EP             ,重錘動能的增加量為△EK              。

⑵ 根據(jù)題中提供的條件,可求出重錘實際下落的加速度a =          ,它和當?shù)氐闹亓λ俣萭進行比較,則a          g(填“>”、“=”或“<”)。

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013·天津八中高三第三次月考,13題)(4) ①在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,有如下可供選擇的實驗器材:鐵架臺、打點計時器以及復寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵.其中不必要的器材是________________,缺少的器材是         

②在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量m=1.00 kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列點.如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶,O為第一個點,A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出).已知打點計時器每隔0.02 s打一次點,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2.那么:

i) 紙帶的________端(選填“左”或“右”)與重物相連;

ii) 根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應取圖中O點和________點來驗證機械能守恒定律

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年云南省宣威市高三上學期期末考試理綜物理部分 題型:實驗題

I.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在電壓為E,頻率為f的交流電源上,在實驗中打下一條理想紙帶,如圖12所示,選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點的距離為S0,點AC間的距離為S1,點CE間的距離為,已知重錘的質(zhì)量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則:

⑴ 從起始點O到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減少量為△EP              ,重錘動能的增加量為△EK              

⑵ 根據(jù)題中提供的條件,可求出重錘實際下落的加速度a =          ,它和當?shù)氐闹亓λ俣萭進行比較,則a           g(填“>”、“=”或“<”)。

 

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