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)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,始终要保持M>>m,这样做的目的是 。
(2)在某次测量中,窄片K的宽度d=8.00×10-3m(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;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。
如图(a)所示的实验电路。
①为了粗测“2.5V 0.6W”小灯泡的电阻,必须将开关(填S1或S2) 断开。把多用电表选择开关旋转到“× Ω”挡;进行欧姆调零后,将红、黑表笔分别与小灯泡两极相接触,测得小灯泡的阻值如图(b)所示,其读数为 。
②将选择开关置于直流电压档,闭合S1、S2,此时测得的是两端电压。
③为了测量小灯泡的电流,应将选择开关置于直流电流档,闭合开关S1,断开开关S2,然后将、笔分别接S2的左、右接线柱。
现要用伏安法描绘一只标值为“2.5V,0.6W”小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻3k;0~15V,内阻10k
)
B.电流表(0~0.6A,内阻0.5;0~3A,内阻0.1
)
C.滑动变阻器(10,2A) D.滑动变阻器(100
,1.0A)
E.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
①用如图甲所示的电路进行测量,滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示).开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应该置于端(选填“A”、“B”或“AB正中间”).
②按图甲所示电路,用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图。
③通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为Ω.
在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2 V,内阻很小)的电动势和内阻的实验时,备有下列器材供选用:
A.定值电阻(阻值已知为R1=1 Ω,额定功率约5 W)
B.定值电阻(阻值已知为R2=10 Ω,额定功率约10 W)
C.直流电流表(量程0~0.6 A~3 A,内阻不能忽略)
D.直流电压表(量程0~3 V~15 V,内阻较大)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0~1 000 Ω)
G.电键
H.导线若干
(1)为防止电源短路,用作保护电阻的定值电阻选用______(填“A”或“B”)
(2)某同学将选定的器材在实物图上连线完成了实验电路,闭合电键后无论怎样移动滑片P,发现电压表示数约为2.2 V不变,电流表的示数几乎为零,若电路中只有一处故障,则电路故障可能是下述中的________.
A.b、c间断路
B.a、b间某点电阻丝断路
C.P与电阻丝未接通
D.保护电阻断路
(3)排除故障后,某小组讨论发现图中有一条导线连接错误,请在错误导线上画上“×”,并画出正确接线.
(4)改正错误后按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点如下图,请在图上作出相应图象.则待测蓄电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω.(结果均保留三位有效数字)
有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法测绘这个小灯泡的伏安特性曲线.现有下列器材供选用:
A.电压表V1(0~5 V,内阻约10 kΩ)B.电压表V2(0~10 V,内阻约20 kΩ)
C.电流表A1(0~0.3 A,内阻约1 Ω)D.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,2 A)F.滑动变阻器R2(0~100 Ω,0.2 A)
G.学生电源(直流6 V)、开关及导线
(1)为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表________,电流表________,滑动变阻器________.(填器材前的选项符号)
(2)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在右面的虚线框中画出实验电路图.
(3)P为图线上的一点,PN为图线上P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则由图可知:随着所加电压的增加,小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”);对应P点,小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)
某同学用多用电表电阻档测量电阻时,选用“×100”档,发现指针偏角太小,他便断开电阻,将选择开关选到倍率为挡,并进行欧姆调零再次测量,指针指示在图示位置,则所测电阻的阻值为________Ω.