、(8分)一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上,若A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮断的时间。
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圆盘直径用20分度的游标卡尺测得,结果如图丙所示(只画了部分图);挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图丁所示(只画了部分图)。由图可知:
(1) 圆盘的直径d为________cm;
(2) 挡光片的宽度l为________mm;
(3) 若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms,则圆盘转动的角速度为 rad/s
(保留3位有效数字)。
(4) 金属圆盘中心O与边缘的电压为 。(用字母B、d、ω表示)
现有一块灵敏电流表A1,量程为150μA,内阻r1约为1000Ω,要精确测出其内阻r1,提供的器材有:
电流表A2:量程1mA,内阻r2=50Ω
定值电阻四个:R0=100Ω;R1=40Ω;R2=4000Ω;R3=40000Ω
滑动变阻器:阻值范围0~20Ω
电源E:电动势约为4.5V、内阻很小
开关S一个,导线若干
(1)为了精确测出r1,实验小组设计出了如图甲的、便于多次测量的、并能保证各电表示数超过其量程的的实验电路图。图中的电阻R对电路起保护作用,在R1、R2、R3中,R应选用。
(2)请按电路图图甲,在图乙中完成电路连接。(请在答题卡上画)
(3)在所测量的数据中选一组数据,用测量量和已知量来计算A1表的内阻,计算的表达式为r1=。(式中的I1、I2分别是电流表A1和A2此次的示数)
某学习小组做探究“功与物体速度变化关系”的实验(如图,已平衡好小车的摩擦),图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出并沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中每条橡皮筋伸长的长度都相等。实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的(如下图),为了测量小车获得的速度,应选用纸带的部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)
A.GK | B.AD | C.AK | D.EH |
(2)改变橡皮筋对小车做的功,测量并计算出每次小车获得的速度和速度的平方,将数据记录到右侧表格中。根据数据,同学甲猜想物体获得的速度与外力对物体做的功W之间可能存在正比关系,同学乙猜想
2与W有正比关系,于是甲、乙两位同学用图像法处理数据,找寻支持他们猜想的依据。他们分别在以下(a)、(b)图中建立了
-W和
2-W坐标,现已将数据点正确描上,请你根据描好的点,帮他们画好(a)、(b)图的图线
(3) 由(a)中图像得出结论:;
由(b)中图像得出结论:。
小刘同学在水平桌面上用练习本和课本做成了一个斜面,使一个小钢球从斜面上某一位置滚下,最后小钢球沿桌面水平滚出,做平抛运动,如图所示。利用此装置来测量小钢球离开桌面的初速度,请你帮助他完成以下研究方案
(1)除以上简易器材外,还需要的测量工具为、 。
(2)实验中需要测定的物理量有(用字母表示并说明其物理含义)
、
(3)小钢球离开桌面的速度为v=(用字母表示)。
(4)实验中,出现误差的可能原因有(至少写出两个原因)
某同学做“验证机械能守恒定律”实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离,如图所示。已知打点计时器工作频率为50 Hz,重力加速度g="10" m/s2,重锤质量为M kg。则重锤通过2、5两点时重锤重力势能减少量等于J、重锤动能的增加量等于J、并可得出的结论是:。
某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,先测得摆线长为97.5 cm,再用游标卡尺测量摆球直径如图所示,摆球直径为mm,则该摆摆长为cm,然后用秒表记录了单摆振动35次所用的时间,如图所示,秒表读数为s,则重力加速度g为m/s2(结果保留三位有效数字)。