某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻.
A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V,内阻约几欧姆 |
B.直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3 kΩ |
C.定值电阻R0未知 |
D.滑动变阻器R,最大阻值Rm |
E.导线和开关
(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图
图乙 图甲
(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0= (用U10、U20、Rm表示)
(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1 U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a ,则两节干电池的总电动势E= ,总内阻r = (用k、a、R0表示).
分)(在“练习使用多用电表”的实验中. ①用多用电表测量某电阻,将挡位旋钮调至“×10”挡,读数时发现指针偏转角太大,为 使测量结果更加准确,则应改用_______挡.(选填字母代号即可)
A.×1 B.×100 C.×1000
②多用电表使用时间长了,其内阻会明显变大.继续使用该表测电阻时,通过使用“调零旋钮”进行调零仍能使用,假设调零前后电池的电动势不变,则调零后 用该表测得的电阻值与电阻的真实值相比,将_______.(选填字母代号即可)
A.偏大B.偏小C.不变
③如右图所示,闭合开关后发现小灯泡不亮,欲用多用电表检查该电路某处是否发生“断路”,在保持电路完整的情况下,应使用多用电表的_______进行测量.(选填字母代号即可)
A.电阻挡 B.电流挡 C.交流电压挡 D.直流电压挡
(1)某同学通过实验测量一根长度为L的电阻丝的电阻率。
①由图甲可知电阻丝的直径D=________mm。
②将如下实验操作补充完整:按图乙连接电路,将滑动变阻器R1的滑片P置于B端;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;将电阻箱R2的阻值调至最大,S2拨向接点2,,使电流表示数仍为I0,记录此时电阻箱的示数为R2。
③此电阻丝的电阻率的表达式。(用已知量和所测物理量的字母表示)
(2)某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。
①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是,通过计算得到的是。(填写代号)
A.重锤的质量
B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点。设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是。
A. vF = g(nT )B.vF =
C.vF = D.vF =
③若代入图乙中所测的数据,求得在误差范围内等于(用已知量和图乙中测出的物理量表示),即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下,所求
也一定会略(选填“大于”或“小于”)后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果。
④另一名同学利用图乙所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离h,并分别计算出各点的速度v,绘出v2-h图线,如图丙所示。从v2-h图线求得重锤下落的加速度g′=m/s2( 保留3位有效数字 )。则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2-h图线是否过原点,以及判断与(用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的。
一位同学设计了如图所示的电路来测电压表的内阻Rx,电压表的量程为50mV,内阻约为50Ω。其实验的方法是:a.将电键S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器R使得电表的指针达到满偏;b.保持变阻器R的阻值不变,再将电键S2闭合,调节电阻箱R1,使得电表的指针指在刻度盘的中央;c.可以认为电压表的内阻Rx=R1。
①实验中调整电阻箱达到实验要求时,电阻箱的各个旋钮的位置如图所示,待测电压表的内阻是 。
②如果电源E,电动势为4V,电源内阻忽略不计。下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用,既要满足实验要求,又要调整方便。则选用变阻器 (填写阻值相应的字母 )
A.10 Ω | B.100Ω |
C.6 kΩ | D.20 kΩ |
③电压表内阻Rx测量结果的相对误差为,试推导出相对误差跟电源的电动势E和电压表的量程U的关系式,并估算上述测电压表内阻实验的相对误差(取一位有效数字)。
④若要将此电压表改装为量程为3V的电压表,应该怎么做,画出电路图。
如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中s1="5.12" cm、 s2="5.74" cm、s3=6.41cm、s4="7.05" cm、s5="7.68" cm、s6="8.33" cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是m/s,加速度的大小是m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
(1)如图1所示为多用电表的示意图,其中S、T为可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为1000Ω的定值电阻,部分操作步骤如下:
① 选择开关应调到电阻挡的______(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)位置。
② 将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,把两笔尖相互接触,调节____(填“S”或“T”),使电表指针指向______(填“左侧”或“右侧”)的“0”位置。
③ 将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触,电表示数如图2所示,该电阻的阻值为______Ω。
(2)某实验小组采用如图3所示的装置探究“合力做功与动能变化的关系”。打点计时器工作频率为50Hz。
实验的部分步骤如下:
a.将木板的左端垫起,以平衡小车的摩擦力;
b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列的点,断开电源;
d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复b、c的操作
① 在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码的重力做____功(填“正”或“负”);
② 图4是某次实验时得到的一条纸带,他们在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E,用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量,读出各计数点对应的刻度x,通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量和计算结果填在下表中的相应位置。
图4
计数点 |
x/cm |
s/cm |
v/(m·s-1) |
O |
1.00 |
0.00 |
0.30 |
A |
2.34 |
1.34 |
0.38 |
B |
4.04 |
3.04 |
0.46 |
C |
5.00 |
||
D |
8.33 |
7.33 |
0.61 |
E |
10.90 |
9.90 |
0.70 |
③ 实验小组认为可以通过绘制图线来分析实验数据(其中
,v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度,vO是O点对应时刻小车的瞬时速度)。他们根据实验数据在图5中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点,请你在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出
图线。
④ 实验小组计算了他们绘制的图线的斜率,发现该斜率大于理论值,其原因可能是___________________。