热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干。
(1)在图13(b)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小。
(2)根据电路图,在图13(b)的实物图上连线。
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤
①往保温杯中加入热水,稍等读出温度值。
②
③重复①,②测出不同温度下的数据。
④
某同学设计了如图11所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。
①木板的加速度可以用d、t表示为a=________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_____________________________________。
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。图12中的图象能表示该同学实验结果的是()
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.
A.可以改变滑动摩擦力的大小 |
B.可以更方便地获取多组实验数据 |
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小 |
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 |
图14是用来测量未知电阻Rx的实验电路的实物连线示意图,图中Rx是待测电阻,阻值约为300Ω;E是电池组,电动势6V,内阻不计;V是电压表,量程3V,内阻r约3000Ω;R是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;Rl是滑动变阻器,Sl和S2是单刀单掷开关。
主要的实验步骤如下:
①连好电路后,合上开关Sl和S2,调节滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为3.00V。
②合上开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使得电压表的示数为2.00V。
③读出图15电阻箱的阻值,并计算求得未知电阻Rx的大小。
④实验后整理仪器。
(1)可供选择的滑动变阻器有:
滑动变阻器A:最大阻值100Ω,额定电流0.5A
滑动变阻器B:最大阻值10Ω,额定电流2.0A
为了使实验测量值尽可能地准确,实验应选用的滑动变阻器是。
(2)电阻箱的旋钮位置如图所示,它的阻值是。
(3)未知电阻Rx="" 。
(4)测量值与真实值相比较,测量值比真实值。(填偏大、相等或偏小)
像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。
(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d= m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;
(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a= m/s2;
(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;
(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是;曲线上部弯曲的原因是 ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作。
在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中。
①关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是
A.先测量原长,后竖直悬挂
B.先竖直悬挂,后测量原长
C.先后顺序对实验结果无影响
D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
②为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为 .这两根弹簧的劲度系数分别为:甲弹簧为 N/m,乙弹簧为
N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧 (填“甲”或“乙”)。
③以下是一位同学准备完成的实验步骤,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是: .
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来.
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式。
F.解释函数表达式中常数的物理意义。
④下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
弹力(F/N) |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
弹簧原来长度(L0/cm) |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
弹簧后来长度(L/cm) |
16.2 |
17.3 |
18.5 |
19.6 |
20.8 |
弹簧伸长量(x/cm) |
请你算出每一次弹簧伸长量,并将结果填在上表的空格内;在图11的坐标上作出F-x图线;并写出曲线的函数表达式(x用cm作单位):,其中常数的物理意义表示: