在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3 V),电流表(量程0.6 A),定值电阻R0(阻值为3 Ω),滑动变阻器R(阻值约30 Ω).
⑴小红按如图所示的电路图连接实物电路,在电路连接正确的情况下,当她闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此她拿来多用电表检查故障.她的操作如下:
a.断开电源开关S;
b.将多用表选择开关置于×1 Ω档,调零后,红黑表笔分别接R两端,读数为30 Ω
c.将多用表选择开关置于×100 Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为________ Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指针位置几乎不变.由以上操作可判断发生断路故障的元件是_______ (填元件名称)
(2)请根据电路图把实物图没完成的连线连接好.
(3)在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示,请在下图中继续完成图象;并根据图象可得该电池的电动势E=________ V,电池内阻r=________ Ω(小数点后保留两位数字).
(4)用此电路测量电池的电动势和内电阻,产生误差的原因是 ;测出的电动势E与真实值相比偏(选填“大”或“小”) ;
如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段 轨迹。已知物体是从原点O水平抛出,经测量C点的坐标为(60,45)。则平抛物体的初速度= m/s,该物体运动的轨迹为一抛物线,其轨迹方程为。(g=10m/s2)
在如图甲所示的实验中,A、B两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上______________________。 某同学设计了如图乙的实验:将两个相同的轨道固定在同一竖直平面内,最下端水平. 把两个质量相等的小钢球,从倾斜轨道的相同位置由静止同时释放,轨道2与光滑水平轨道平滑相接,则他将观察到的现象是:在水平轨道上球1击中球2,这说明平抛运动在水平方向上___________。
⑴如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。将选择开关置于直流“50V”挡,Ⅱ的示数为______V;选择开关置于直流“100mA”挡,Ⅰ的示数为______mA;将多用电表选择开关置于“×10Ω”挡,Ⅲ的示数是____Ω。若接着要测阻值约为30Ω的电阻,应采取的测量步骤是:__________________________________。
⑵待测电阻RX,阻值约为25kΩ,在测其阻值时,备有下列器材:
A.电流表(量程100μA,内阻2 kΩ); B.电流表(量程500μA,内阻300Ω);
C.电压表(量程10V,内阻100kΩ);D.电压表(量程50V,内阻500kΩ);
E.直流稳压电源(15V,允许最大电流1A);F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W);
G.电键和导线若干。
①电流表应选_______,电压表应选_______。
②在虚线框中画出测量电阻RX阻值的电路图。
③根据电路图,用实线代替导线将下列实物连接成实验电路。
一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
(2)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
(3)在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是_______________________________。
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________,单位是________。
卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学为在这种环境下,设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。
(1)物体与桌面间的摩擦力可忽略,原因是;
(2)实验时需要测量的物理量是 ;
(3)待测质量的表达式为m= 。