(19分)(1)为了测定一节干电池的电动势和内电阻,某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5V且几乎不变,直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值,出现上述情况的原因是_________________;改进的办法是_________________________;改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图乙所示,由图像可知,这个电池的电动势E = ____________V,内电阻r = ____________.
(2)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7.
①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 和 .
测量记录表:
代表符号 |
L0 |
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
L5 |
L6 |
L7 |
刻度数值/cm |
1.70 |
3.40 |
5.10 |
6.85 |
8.60 |
10.3 |
12.1 |
13.95 |
②为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:cm,
cm,
cm
请你给出第四个差值:d4 = = cm.
③根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L.△L用d1、d2、d3、d4表示的式子为:△L= ,代入数据解得△L= cm.
④计算弹簧的劲度系数k= N/m.(g取9.8 m/s2,此空保留两位有效数字)
某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择ABCDEF六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中,单位是cm,(下列计算结果均保留三位有效数字)
(1)则在打下C、E这两点时小车的瞬时速度vC= m/s,vE= m/s,
(2)小车的加速度大小为 m/s2.
实验室新进了一批低电阻的金属丝(如实物图中电阻),已知金属丝的电阻率ρ=1.7×10﹣8Ω•m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度.他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等.在实验中,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,
(1)应从如图1所示的A、B、C、D四个电路中选择 电路来测量金属丝电阻;
(2)请把图2的实物按照原理图连接起来,要求导线不能交叉.
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图3所示,金属丝的直径为 mm;
(4)测出电压表示数为2.0V时,电流表示数为0.5A,根据金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为 m.(结果保留两位有效数字)
用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量.
①旋动部件 ,使指针对准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
③将插入“+”、“﹣”插孔的表笔短接,旋动部件 ,使指针对准电阻的 (填“0”刻线或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置 |
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置 |
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 |
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准. |
某同学用如图1所示装置做探究“弹簧伸长和所受拉力关系”的实验.他先在弹簧下端挂上一个钩码,然后逐个增加钩码,测出弹簧下端指针对应所指的标尺刻度,所得数据列表如下:
钩码重G/N |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
标尺刻度x/l0﹣2m |
22.94 |
26.82 |
31.78 |
34.66 |
38.60 |
(1)根据所测数据,该同学已在坐标上描出了相应的点,如图2所示.请你在坐标上作出弹簧指针所指的标尺刻度与钩码重的关系曲线.
(2)根据关系曲线可确定:弹簧伸长与所受拉力成 关系.这根弹簧的劲度系数为 N/m,原长为 cm.
甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验.已知重力加速度为g.
(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示.其中A为一质量为M的长直木板,B为木板上放置的质量为m的物块,C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计.实验时用力将A从B的下方抽出,通过C的读数F1即可测出动摩擦因数.则该设计能测出 (填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为 .
(2)乙同学的设计如图乙所示.他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门,与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.
实验时,多次改变沙桶中沙的质量,每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动,读出多组测力计示数F及对应的无爱在两光电门之间的运动时间t,在坐标系中作出F﹣的图线如图丙所示,图线的斜率为k,与纵轴的截距为b,因乙同学不能测出小车质量,故该同学还应测出的物理量为 .根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为 .