在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器(
)、电流表(
)、开关(
)设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________.
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,表内除了一节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,
实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻10Ω);
B.电流表A2(0~0.6~3A,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。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图a所示的电路,请你按照电路图在图b上用笔画线代替导线完成线路连接。
(2)图c为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2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。(保留两位有效数字)
(一 )、图甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1).下列说法中正确的是
A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化 |
B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下 |
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 |
D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90 |
(2).弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为___ _ _N.
(3).某课题小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时他们需要记录的是O点位置 ,和,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是。
(二).发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件,在电路中的符号是————。这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。
(1)已知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0V。若用电动势为12V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为Ω的定值电阻。
(2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA,请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致。可选用的器材有:
待测发光二极管
直流电源E(电动势4.5V,内阻可以忽略不计)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电压表V1(量程10V,内阻约50kΩ)
电压表V2(量程5V,内阻约20kΩ)
电流表A1(量程100mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程60mA,内阻约100Ω)
电键S、导线若干
为准确、方便地进行检测,电压表应选用,电流表应选用。(填字母符号)
(3)画出利用(2)中器材设计的实验电路图。
为了测定一根轻弹簧压缩最短时储存的弹性势能大小,可以将弹簧固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面的边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,然后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时:
(1)需要测定的物理量是;
(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是=。(用直接测量的量表示)
使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需 要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60
的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1
挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
(1)仪器连线如图l所示(
和
是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔
为 (填"红"或"黑")色;
(2)若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(
),(
),(
)所示,则多用电表的读数为
.电流表的读数为
,电阻箱的读数为
:
(3)将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为
;(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为。(保留3位有效数字)
在"用油膜法估测油酸分子的大小"实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为
的浅盘里倒入约
深的水.待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是。(填写步骤前面的数字)
(2)将
的油酸溶于酒精,制成
的油酸酒精溶液;测得
的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是
。
由此估算出油酸分子的直径为
。(结果保留l位有效数字)