某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内,但测力计可以同弹簧的下端接触),如图(甲)所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变l而测出对应的弹力F,作出F-变化的图线如图(乙)所示.,则弹簧的劲度系数为 N/m.弹簧的原长l0= cm
有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率 ρ 、长度 L 和两底面直径 d 、 D 有关。他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径 d 、 D 和长度 L 。图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数 L = cm . (2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是.(用标注在导线旁的数字表示) (3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻 R=6.72Ω .根据电阻定律计算电阻率为 ρ 、长为 L 、直径分别为 d 和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为 R d =13.3Ω 、 R D =3.38Ω .他发现:在误差允许范围内,电阻 R 满足 R2= R d · R D ,由此推断该圆台状合金棒的电阻 R =.(用 ρ 、 L 、 d 、 D 表述)
图1是利用两个电流表 A 1 和 A 2 测量干电池电动势 E 和内阻 r 的电路原理图。图中 S 为开关, R 为滑动变阻器,固定电阻 R 1 和 A 1 内阻之和为 10000Ω (比 r 和滑动变阻器的总电阻都大得多), A 2 为理想电流表。
①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。
②在闭合开关 S 前,将滑动变阻器的滑动端 c 移动至(填" a 端"、"中央"或" b 端")。 ③闭合开关 S ,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表 A 1 和 A 2 的示数 I 1 和 I 2 。多次改变滑动端c的位置,得到的数据为 在图3所示的坐标纸上以 I 1 为纵坐标、 I 2 为横坐标画出所对应的 I 1 - I 2 曲线。
E ④利用所得曲线求的电源的电动势 E =V,内阻 r = Ω .(保留两位小数) ⑤该电路中电源输出的短路电流 I m = A。
钳型电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时,与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量 与导线中的电流成正比,所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz 和60 Hz 。现用一钳型电流表在中国测量某一电流,电表读数为10 A ;若用同一电表在英国测量同样大小的电流,则读数将是 A .若此表在中国的测量值是准确的,且量程为30 A ;为使其在英国的测量值变为准确,应重新将其量程标定为 A 。
电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。如图所示,是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看作新电源(图中虚线框内部分)。新电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和,用r表示,电源的电动势用E表示。 ①写出新电源的输出功率P跟E、r、R的关系式: 。(安培表、伏特表看作理想电表)。 ②在实物图中按电路图画出连线,组成实验电路。③表中给出了6组实验数据,根据这些数据,在方格纸中画出P-R关系图线。根据图线可知,新电源输出功率的最大值约是 W,当时对应的外电阻约是 . ④由表中所给出的数据,还可以求哪些物理量?
①在“长度的测量”实验中,调整游标卡尺两侧脚间距离,主尺和游标的位置如图所示,此时卡尺两脚间狭缝宽度为_______mm;若要狭缝宽度调到0.20mm,应使游标上除0刻度线外第_______条刻度线与主尺上表示_________mm的刻度线对齐。 ②如图所示,螺旋测微器测出的金属丝的直径是__________mm.