利用以下器材测定干电池的电动势和内电阻:
A待测干电池两节 B电流传感器
C电压传感器 D电阻箱R(0~20Ω,2 A)
E电阻R0(2 000Ω) F开关和导线若干
某同学设计了如图甲所示的电路来完成实验。
(1)实验中应该选用的传感器是_______________(填写字母序号)
(2)当开关K闭合之前,电阻箱的阻值应调到______________(选填最大、最小)
当电阻箱的阻值变小时,传感器的读数将___________(选填变大、变小、不变)
(3)图乙为该同学利用测出的实验数据通过计算机绘出如图所示的图线。(为电阻箱的阻值示数,
为保护电阻),则由图线可得被测干电池的电动势E=________V,内阻r =________Ω。(答案保留两位有效数字)
某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如下图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板垫着小木片用来平衡摩擦力.
①若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点,则应选____________段起计算小车A的碰前速度,应选___________段来计算小车A和B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).
②已测得小车A的质量m1=0.50kg,小车B的质量m2=0.30kg,由以上测量结果可得:碰前总动量="__________kg·m/s." 碰后总动量=_______kg·m/s(结果保留到小数点后两位)
③由以上实验结果可得实验结论是
通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=kl2(式中k为弹簧的劲度系数,l为弹簧长度的变化量).为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验:
①两位同学首先都进行了如图7甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长d.②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧.拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H.③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:将这根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为l,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L.
(1)A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量?请用m、d、g表示所求的物理量____________________.
(2)如果Ep=kl2成立,
A同学测出的物理量l与d、H的关系式是:l=____________.
B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是:l=__________.
(3)试分别分析两位同学实验误差的主要来源
________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
如图所示的电路中,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的,其阻值为R,图中A,B,…,H为圆环的等分点,A点固定,P为滑片,且滑片P能沿圆环滑动,并保持良好的接触,电源电动势为E,内阻不计。当闭合电键S后,滑片P沿圆环顺时针滑动时,图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图,分别做实验,并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。
根据上述实验数据,回答下列问题:
(1)根据表1中的实验数据,请通过计算,分析完成表1中“位置A”下的空格。I= A;U1= V;U2= V
(2)根据表1、表2中的实验数据,请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因: 。
(3)根据(2)中的分析,请思考:当滑片P滑到G、A之间位置X时,则表2中“位置X”下的空格可能的数据(即各电表的示数)分别是( )
A.0.05A,0.75V,5.25V | B.0.07A,1.05V,4.95V |
C.0.16A,2.40V,3.60V | D.0.25A,3.75V,2.25V |
Ⅰ、如图甲所示,在探究加速度与力、质量的关系的实验中,用装有沙子的小桶通过细线绕过定滑轮拉着小车在长木板上作匀加速直线运动,通过改变沙的质量的办法来改变小车受到的作用力F。用打点计时器打出的纸带测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数据,然后根据测得的数据作出如图乙所示的a-F图线,发现图线既不过原点又不是直线,其可能的原因是____________。
A.没有平衡摩擦力,且小车质量较小
B.平衡摩擦力时,长木板的右端垫得过高,且小车的质量较大.
C.平衡摩擦力时,长木板的右端垫得过高,且沙子和小桶的质量较大
D.平衡摩擦力时,长木板的右端垫得过低,且沙子和小桶的质量较大
Ⅱ、在研究平抛运动的实验中,某同学用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L.小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛初速度的计算式为v0大小为= ;小球经过c点时的速度VC大小为______ _____(均用L、g表示).
Ⅲ、(10分)某电流表mA的量程为I0=50mA,内阻为r0=50Ω,其表盘刻度线已模糊不清,要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值,有下列器材:
A.待测电流表mA
B.6V直流电源E
C.“0~10Ω,1A”标准变阻器R1
D.“0~100Ω,50mA”滑动变阻器R2
E.“0.6A,0.5Ω”标准电流表A1
F.“3A,0.01Ω” 标准电流表A2
G.5Ω定值电阻R3
H.20Ω定值电阻R4
I.开关及导线若干
(1)应选用的器材有 (只需填写所选器材序号)
(2)在右侧虚线框内画出实验电路图.
(3)待测电流表的电流刻度值的表达式I= . 式中各物理量所表示的意义分别为 .
某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E 标称值为4.2V,允许最大放电电流为0.1A)。实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV 约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选 (选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整。
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出 图象,如图丙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势 E = ,内阻r = (用k、b和R2表示)。该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因是 。
某课外研究小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
器材(代号) 规 格
电流表(A1) 量程0~50mA,内阻约为50Ω
电流表(A2) 量程0~200mA,内阻约为10Ω
电压表(V1) 量程0~3V,内阻约为10kΩ
电压表(V2) 量程0~15V,内阻约为25kΩ
滑动变阻器(R1) 阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A
滑动变阻器(R2) 阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA
直流电源(E) 输出电压6V,内阻不计
开关(S) 导线若干
(1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(以上均填器材代号)
(2)为达到上述目的,请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号.
(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合,则该元件的电阻阻值随电压的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”),当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为 W.
某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5 V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池).为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(滿偏电流10 mA,内阻为10 Ω)
B.电流表A(0 ~ 0.6 A ~ 3 A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0 ~ 100 Ω,1 A)
D.定值电阻R(阻值990 Ω)
E.开关与导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在乙图上完成实物连线.
(2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1 - I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E = V,内阻r = Ω.(结果保留两位有效数字)
使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化,图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。
(1)已知气体在状态A的温度TA=300K,问气体在状态B、C和D的温度各是多大?
(2)将上述气体变化过程在V-T中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化方向)。
将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池(如图所示)的电动势和内阻,四位同学采用不同的方法进行探究。
(1)甲同学用多用表的直流电压档,选择0~1V量程,直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V;用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极,读得此时的读数为3200Ω;甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V, 内阻r=3.2kΩ
请指出甲同学测量的主要错误:_________________________________________
(2)乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻,电路如图所示。
下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据。
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
电压U/V |
0.32 |
0.360 |
0.44 |
0.52 |
0.60 |
0.68 |
电流I/mA |
0.32 |
0.30 |
0.26 |
0.22 |
0.18 |
0.14 |
请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象。由图象求出水果电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
(3)丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻,该同学手边只有电流传感器,导线、开关和一只电阻箱(电阻可变范围09999.9Ω),他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据,图像法处理数据时丙同学作出 随 变化的关系图象。根据图像的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻。
(4)丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,灯泡仍不发光(检查电路无故障)分析灯泡不亮的原因是: 。
某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,实验给定的实验器材如下:(本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压)
直流电源的电动势为4V,内阻不计
电压表V(量程4V,内阻约为5kΩ)、
电流表A1(量程0.6A,内阻约为4Ω)、
电流表A2(量程3A,内阻约为1Ω)、
滑动变阻器R1(0到1000Ω,0.5A)
滑动变阻器R2(0到10Ω,2A)
开关、导线若干。
(1)若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通电源后,以下说法正确的是( )
A.小灯泡将发光 B.小灯泡将不亮
C.电压表会烧坏 D.电流表将会烧坏
(2)下列关于该实验的说法,正确的是( )
A.实验电路应选择图乙中的电路图(a)
B.电流表应选用A2
C.滑动变阻器应该选用R2
D.若采用如图乙(b)所示电路图,实验前,滑动变阻器的滑片应置于最右端
(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图丙所示,从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而______(填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大),当给小灯泡加额定电压3.2V时,此时小灯泡的发热功率为 W(结果取2位有效数字)。
高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图(a)所示,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化
达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光。
(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(选填“红”、“绿”或“黄”)时自动闭合;
(2)已知控制电路电源电动势为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为9Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引。则只有质量超过___________kg的车辆违规时才会被记录。(重力加速度取10m/s2)
水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的点,如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能
与其压缩时长度的改变量
的关系。先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出
的数值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从
点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间
。多次改变
,测得的
值及其对应的t值如下表所示。(表中的
值是根据
值计算得出的)
x(cm) |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
t(s) |
3.33 |
2.20 |
1.60 |
1.32 |
1.08 |
1/t(s-1) |
0.300 |
0.455 |
0.625 |
0.758 |
0.926 |
(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作图线。
(2)回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)
①已知点在
图线上,从
图线看,
与
是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能与
是什么关系?
③当弹簧长度改变量为时,弹性势能与相应的
是什么关系?
④综合以上分析,与
是什么关系?
(1)在“研究平抛物体的运动”的实验中,为了描出物体的运动轨迹,实验应有下列各个步骤:
A.以O为原点,画出与y轴相垂直的水平轴x轴; |
B.把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上,使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过,用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置; |
C.每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下,用同样的方法描出小球经过的一系列位置,并用平滑的曲线把它们连接起来,这样就描出了小球做平抛运动的轨迹; |
D.用图钉把白纸钉在竖直木板上,并在木板的左上角固定好斜槽; |
E.在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O点,在白纸上把O点描下来,利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直直线,定为y轴。
在上述实验中,缺少的步骤F是___________________________________________,
正确的实验步骤顺序是__________________。
(2)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo= (用l、g表示),其值是 (取g=9.8m/s2),小球在b点的速率是 。
(1)①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图中(甲)为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列说法中正确的是( )(选填字母代号).
A.实验时要平衡摩擦力 B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力 D.实验进行时应先释放小车再接通电源
②如图(乙)所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1="3.07cm," L2="12.38cm," L3="27.87cm," L4=49.62cm。则打C点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是_______m/s2。(计算结果均保留三位有效数字)
(2)某实验小组用如图甲的电路测量一直流安培表的内电阻。所给的器材有: 电池E(约4.5V);电流表A(量程0~300mA,待测内阻约为5Ω);电压表V(量程0~3V);电阻箱R1;滑动变阻器R2(0~10Ω),以及电键S和导线若干。
①图乙实物图中,已连接了部分电路,请完成余下电路的连接。
②请完成主要实验的步骤:
A、连接好实验电路,把变阻器的滑动片调到______(a或b端);
B、闭合电键,调节__________________________,使通过安培表电路电流从小到大变化,读出并记录数据。
③若电压表、电流表的读数分别为U和I,电阻箱读数为R1,则电流表的内电阻。