(Ⅰ)某课外小组计划用水果制作水果电池,并测量水果电池的电动势(E)和内阻(r)。他们将铜片、锌片插入水果中,制成了“水果电池”。某同学连接如图所示的实物图。
(1)实物图中有两处导线连接错误(电表量程正确),分别是导线_______和导线________。(用“A”~“F”表示)
(2)更正电路后,改变滑动变阻器的阻值,甲乙两同学记录电压表和电流表的读数如下表所示。
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
U/v |
0.60 |
0.55 |
0.45 |
0.40 |
0.35 |
0.30 |
I/mA |
1.81 |
1.91 |
4.20 |
5.40 |
6.59 |
7.80 |
在数据处理时两位同学意见出现分歧,甲同学认为只需选择其中两组数据便可以得出E、r,如甲只选择第3、第4两组数据,请为他求出r= 。乙则认为需利用六组数据,用作图法在U-I图象中也可求出电动势内电阻,如乙用以上六组数据作U-I图象,你认为他应先剔除第 组数据后再连线。对比两位同学的做法,你认为 同学做法相对来说更能精确测出实验结果。(结果保留三位有效数字)
(Ⅱ)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.3kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器。
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示。
请你分析纸带数据,回答下列问题(计算结果取两位有效数字):
(1)小车的整个运动过程依次是: (选填匀加速或变加速)、匀速、匀减速;
(2)该电动小车运动的最大速度为 m/s;
(3)小车是在 段关闭电源;
(4)该电动小车被关闭电源后加速度大小为 m/s2;
(5)该电动小车的额定功率为 。
某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作.测出多组(h,t),计算出对应的平均速度v;
④画出v-t图像
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v1,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为 。(用v1、g和t表示)
(2)实验测得的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h(cm) |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
t(s) |
0.069 |
0.119 |
0.159 |
0.195 |
0.226 |
0.255 |
v(m/s) |
1.45 |
1.68 |
1.89 |
2.05 |
2.21 |
2.35 |
请在坐标纸上画出v-t图像。
(3)根据v-t图像,可以求得当地重力加速度g= m/s2,试管夹到光电门1
的距离约为 cm。(以上结果均保留两位有效数字)
在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中(如图):
(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止__________________.
(2)现备有以下器材: A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50 Ω)
C.滑动变阻器(0~1 750 Ω)
D.电压表(0~3 V)
E.电压表(0~15 V)
F.电流表(0~0.6 A)
G.电流表(0~3 A)
其中滑动变阻器应选______,电流表应选______,电压表应选______.
(3)下图是根据实验数据画出的U-I图象.由此可知这个干电池的电动势E=___ V,内电阻r=_____ Ω.
如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置,下图是打点计时器打出的纸带.
(1)已知纸带上各相邻点的时间间隔为 T ,则小车运动的加速度大小的表达式为 (用所给的字母表示)
(2)若已知小车释放位置距桌面的高度 h 和到斜面底的距离 L ,重力加速度为 g ,小车的质量为 m ,测出的小车加速度大小 为 a ,则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 .
(多选)伽利略在研究落体运动时,设计了如图所示的斜面实验,下列哪些方法是他在这个实验中采用过的()
A.用水钟或节拍器计时 |
B.用打点计时器打出纸带进行数据分析 |
C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的s/ t 2 的比值的大小 |
D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 |
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出
--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=____。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=____mm,s3=_____mm。由此求得加速度的大小a=____m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。