光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.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,现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,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,为保证小车所受合外力大小约等于mg需要满足的条件是 ;
(2)为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量 ,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a= ;
(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像。
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是 。
Ⅰ. 现要描绘标有“4.0V ,0.4A”小灯泡L的伏安特性曲线,实验室中有以下一些器材可供选择:电源: E1(电动势为2.0V,内阻为0.2Ω);E2(电动势为4.5V,内阻为0.02Ω)
电压表:V1(量程5V,内阻为5kΩ);V2(量程15V,内阻为15kΩ)
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω);A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
滑动变阻器:R1(可调范围 0~10Ω,允许通过最大电流5A);导线,开关若干。
(1)为了调节方便,准确描绘伏安特性曲线,实验中应该选用电源_______,电压表_____ ,电流表 _____(填器材的符号)。
(2)在满足(1)的情况下,画出实验中所需的电路原理图(标明所选仪器的符号)。
Ⅱ.某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合电键S。
(1)用电压表测量A、B两端的电压;将电压表调零,选择0-3V档,示数如图(b),电压值为________V。
(2)在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于________端。(填“A”或“B”)
(3)要使输出电压U变大,滑片P应向________端滑动。(填“A”或“B”)
有一内阻未知(20 kΩ~60 kΩ)、量程0~10 V的直流电压表.
(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的内阻,该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30,欧姆挡的选择开关拨至倍率________(选填“×10”、“×100”或“1 k”)挡。先将红、黑表笔短接调零后,选用图中________(选填“A”或“B”)方式连接.
(2)在实验中,欧姆表和电压表的指针分别如右图甲、乙所示,某同学读出欧姆表的读数为________Ω,这时电压表的读数为______V。计算出欧姆表中电池的电动势为______V。
要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);
电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);
电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ);
电键一个、导线若干.
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750 Ω,额定电流0.3 A)
②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号).
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示,如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V、内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W。
某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连,另一端固定在小车上,用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面的打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点,每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出,打点计时器使用的是50Hz交流电源。
(1)由图乙,AB两点间的距离为S1=3.27cm,AC两点间的距离为S2=8.00cm,小车此次运动经B点时的速度vB=m/s,小车的加速度a =m/s2;(保留三位有效数字)
(2)要验证牛顿第二定律,除了前面提及的器材及已测出的物理量外,实验中还要使用来测量出。
在研究弹力和弹簧的形变量的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,作为原长。然后竖直悬挂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。记录外力F和弹簧的伸长量x作出F-x图线如上图所示,由图可知弹簧的劲度系数为N/m,图线不过坐标原点的原因是由于。