某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池)。为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(滿偏电流10mA,内阻10Ω) B.电流表A(0~0.6 A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A) D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.开关与导线若干该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在乙图上完成实物连线.
丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E= V ,内阻r= Ω。
为了测定光敏电阻Rx的光敏特性.
(1)某同学使用多用表“×10”的欧姆挡测其大致电阻,示数如图甲所示,则所测得的阻值Rx=_________ Ω;
(2)为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系,采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示,由图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_______________ Ω,强光照射时光敏电阻阻值为____________ Ω;
(3)若实验中所用电压表内阻约为5 kΩ,电流表内阻约为100 Ω,考虑到电表内阻对实验结果的影响,图丙电路对___________ (填“正常光”或“强光”)照射时测得的误差较小.请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路.
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。实验前,按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=________ mm。滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出滑块质量M和两光电门间距离L,若上述物理量间满足关系式___________,表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
某实验小组想描绘标有“12V,6W”的小灯泡的伏安特性曲线,实验室中只提供了下列器材:
A.安培表A1量程(0—0.5 A;r1=0.5Ω);
B.安培表A2量程(0—0.6 A;r1≈0.3Ω);
C.电阻箱R(0—999.9Ω);
D.滑动变阻器R1(0—10Ω;5A)
E.电源电动势15V;内阻不计;电键一个,导线若干。
为了减小描绘小灯泡在0—12 V电压下的伏安特性曲线的误差,要求电表的读数既要不超过表盘的最大刻度,又要求读数最大值达到满刻度的一半以上,请你完成以下项目:
(1)设计一个满足要求的实验电路图,画在虚线框内。
(2)若安培表A1的读数为I1,其内阻为r1,安培表A2的读数为I2,电阻箱的阻值为R,写出灯泡两端电压U的表达式。
伏安法可以测纯电阻,也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流,从而求出其输入功率。用如图(A)所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率。
(1)下面的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图,请根据实物连接图在虚线框内画出实验电路图;(直流电动机的符号用表示)
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次上升时选取匀速上升阶段,测量其上升的高度h和时间t,h每次均为1.5m,所测物理量及测量结果部分数值(空缺表格部分的数据隐去)如下表所示。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
电动机的电流(I/A) |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
2.5 |
2.5 |
提重物重力Mg/N |
0.8 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
6.5 |
7.0 |
重物上升时间(t/s) |
1.4 |
1.7 |
2.3 |
2.7 |
电机不转 |
电机不转 |
从实验数据中,可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻,其阻值为________Ω。
(3)电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值,请推导出电动机效率η的表达式为η=_________(用题目中的符号表示);现在用前4次实验数据(包括空缺表格部分隐去的数据)做出Mg/I—t的图象,如图所示,请由图象给出的数据求出电动机的平均效率℅。(结果保留三位有效数字)
用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.图 乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,1、2、3、4、5、6为纸带上6个计数点,每两个相邻计数点间还有4个点未画出,计数点间的距离如图乙所示.已知交流电频率为50Hz.
(1)实验中两个重物的质量关系为m1m2(选填“>”、“=”或“<”), 纸带上打相邻两个计数点时间间隔为T=s;
(2)现测得x1=38.40cm,x2=21.60cm,x3=26.40cm,那么纸带上计数点5对应的速度v5=_______ m/s(结果保留2位有效数字);
(3)在打点0~5过程中系统动能的增加量表达式ΔEk=,系统势能的减少量表达式ΔEp=(用m1、m2、x1、x2、x3、T、重力加速度g表示);
(4)若某同学作出的v2-h图象如图所示,则当地的实际重力加速度表达式为g=(用m1、m2、a、b表示).