某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表,整个实验过程如下:
A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R'的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R'的阻值;
B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;
C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;
D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;
E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;
F.计算出电阻丝的电阻率。
根据上述实验过程完成下列问题:
(1)已知电流表的满偏电流为200μA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R'的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0=____Ω的电阻;
(2)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是 ( )
A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小
B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小
C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大
D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大
(3)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为__________Ω。
在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、 50Hz交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:
对应点 |
B |
C |
D |
E |
F |
速度(m/s) |
0.141 |
0.180 |
0.218 |
0.262 |
0.301 |
(1)设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF=___________;
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图所示坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象,利用该图象求物体的加速度a=____________m/s2;
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比____________(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)。
电火花打点计时器的电源应是________(填“交流”或者“直流”)电源,通常的工作电压为________,实验室使用我国民用电时,每隔________秒打一次点,如果每5个点取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
为了测定某电池组的电动势和内阻,要求只能一次完成实验电路连接,实验室里只提供了下列器材:
A.待测电池组(电动势约为3V,内阻约为l![]() |
B.电压表V1(量程3V,内阻约为3k![]() |
C.电压表V2(量程15V,内阻约为15k![]() |
D.定值电阻R1=1![]() |
E.定值电阻R2=5;
F.滑动变阻器(阻值范围0~10);
G.滑动变阻器(阻值范围0~100);
H.单刀双掷开关一个;
I.单刀单掷开关一个,导线若干。
(1)实验需要用到的器材是(填器材前面的代号);
(2)根据选择的器材在方框内画出实验电路图;
(3)实验中需要测量的数据(文字说明并用符号表示);根据实验测出数据的符号和题中给出数据的符号,写出电源内阻r的表达式。
图甲是某物理小组验证系统的机械能是否守恒的实验装置,一端带有定滑轮的木板放置在水平桌面上,木板上有一小车,小车一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与钩码相连。开始时将木板固定打点计时器的一端适当垫高,在不挂钩码的条件下,轻推小车使小车能够沿木板匀速滑动。挂上钩码后,释放小车,在纸带上打出一系列小点。已知交流电源的频率为50 Hz。
(1)图乙是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点,图中未标出。计数点间的距离x1、x2、x3、…、x6依次为:2.34 c m、2.81 cm、3.29 cm、3.76 cm、4.25 cm、4.73 cm。根据图中数据计算打下计数点5时的速度v5=m/s,小车运动的加速度a=m/s2;(保留三位有效数字)
(2)实验中测出小车的质量为M、钩码的质量为m,计时器的打点周期为T。若不计小车沿木板运动时下降的高度,从打下计数点l到计数点5的过程中,小车和钩码组成的系统,减小的重力势能(用x1、x2、…、m、M、g和r表示)△Ep=,增加的动能△Ek=。
(10分)图甲所示是用打点计时器记录小车运动情况的装置,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺).纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.
从纸带上记录的点迹情况可知,A、E两点迹之间的距离为,小车在玻璃板上匀速运动的速度大小为m/s,小车在布面上运动的加速度大小为m/s2,打点计时器打下H点时小车的速度大小为m/s.