气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图
(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块
分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
①实验中还应测量的物理量是_________ ___________。
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____ ________________。
③被压缩弹簧的弹性势能的表达式为 。
某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”。
(1)由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24 cm,由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________ cm。该实验小组在做实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=__________________________。(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验,得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。
m / g |
250 |
300 |
350 |
400 |
500 |
800 |
![]() |
4.0 |
3.3 |
2.9 |
2.5 |
2.0 |
1.3 |
a /(m·s-2) |
2.0 |
1.7 |
1.3 |
1.2 |
1.0 |
0.6 |
要测绘一个标有“3V,0.6W”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3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);
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(选填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
(2)实验的电路图应选下图中的(选填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如右图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,则小灯泡的耗电功率是_W。
为测定某电源内阻r和一段电阻丝单位长度的电阻R0,设计如图所示的电路。ab是一段粗细均匀的电阻丝,R是阻值为2Ω的保护电阻,电源电动势为6V,电流表内阻不计,示数用I表示,滑动片P与电阻丝有良好接触, aP长度用L表示,其它连接导线电阻不计。实验时闭合电键,调节P的位置,将L和与之对应的I数据记录在下表。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
L(m) |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
I(A) |
1.78 |
1.39 |
1.14 |
0.97 |
0.84 |
1I(A-1) |
0.56 |
0.72 |
0.88 |
1.03 |
1.19 |
(1)画出1/I-L图像;
(2)写出1/I-L的关系式,式中涉及到相关物理量用字母表示(E、r、R、R0)________________
(3)从图中根据截距和斜率,求出该电源内阻r为_______Ω;该电阻丝单位长度的电阻R0为_________Ω/m。(结果保留两位小数)
某同学测量一只未知阻值的电阻如图所示。
(1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为_____________。为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答:________________。
(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为50Ω。图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线。
(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将________________(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。
在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,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。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示。
(1)由图求出弹簧的劲度系数,即k=_________
(2)图线不过原点的原因是:__________。