已知一热敏电阻当温度从 升至 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源 、开关 、滑动变阻器 (最大阻值为 、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为 。
(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。
(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 和 ,则此时热敏电阻的阻值为 (保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值 随温度 变化的曲线如图(a)所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 .由图(a)求得,此时室温为 (保留3位有效数字)。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中, 为直流电源(电动势为 ,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过 时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为 ,则图中 (填“ ”或“ ” 应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻
值应为 (保留2位有效数字)。
为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种"闪烁"装置,如图所示,自行车后轮由半径
的金属内圈、半径
的金属内圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度
、方向垂直纸面向外的"扇形"匀强磁场,其内半径为
、外半径为
、张角
。后轮以角速度ω="2π" rad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应。
(1)当金属条 进入"扇形" 磁场时,求感应电动势 ,并指出 上的电流方向;
(2)当金属条 进入"扇形" 磁场时,画出"闪烁"装置的电路图;
(3)从金属条 进入"扇形" 磁场开始,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差 图象;
(4)若选择的是" "的小灯泡,该"闪烁"装置能否正常工作?有同学提出,通过改变磁感应强度 、后轮外圈半径 、角速度 和张角 等物理量的大小,优化前同学的设计方案,请给出你的评价。
在学习了"实验:探究碰撞中的不变量"的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作 。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m 1、m 2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态( =0),用滑块1以初速度
与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间
和碰后通过光电门的遮光时间
。
(6)先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度,其表达式为 = ,及碰后两者的共同速度,其表达式为
= ;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
根据实验数据完成表格内容:(表中计算结果保留三位有效数字)
m 1="0.324kg" m 2="0.181kg" L=1.00×10 -3m
次 数 |
滑块1 |
滑块2 |
碰前系统动量kgms -1 |
碰后系统动量kgms -1 |
|||
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
( ![]() ![]() ![]() |
|
1 |
0.290 |
0.184 |
0 |
0.184 |
0 |
||
2 |
0.426 |
0.269 |
0 |
0.269 |
0 |
||
实验结论: |
(7)若要证明上述碰撞是非弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 (用上面所测物理量的符号即m 1、m 2、 、
、L表示)。
探究:发声的桌面也在振动?
提出问题:
敲桌子时,我们能听到声音,但肉眼却看不见桌子在振动。桌子是否在振动呢?有什么方法证明桌子在发声的同时也在振动呢?
实验设计:
如图2-1所示,在桌子上固定一小块平面镜,让太阳光(或手电筒光、玩具激光发出的激光)照射在平面镜上经平面镜反射后,在墙上出现一个小光斑。
轻轻地敲击桌面,观察墙面上小光斑的位置有什么变化?
用力敲击桌面,观察小光斑位置的变化。
收集证据:
桌面发声时,你发现墙壁上小光斑,这说明。
交流合作:
你认为还有哪些方法可以证明桌子发声时在振动?说说你的办法,试着做一做。
用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声音在水中的传播速度为1500m/s,在考察时发出声音0.8s后接收到了回声,这里的水深为多少?
学校正在开运动会,运动场上你追我赶,精彩纷呈。这时远处的对面传来阵阵鼓声和呐喊声,朝对面看去,总觉得对面的同学敲鼓的动作和听到的鼓声不太协调。
1.小穆不明白,你能解释其中的原因吗?
2.你可以利用你学过的物理知识进行哪些测量?请设计。