Question

（2011?雙流縣模擬）（1）在“測定勻變速直線運動加速度”的實驗中：
（1）除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

AC

．（填選項代號）
A．電壓合適的50HZ交流電源    B．電壓可調(diào)的直流電源      C．刻度尺     D．秒表         E．天平
（2）圖示為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點，測出1、2、3、4、5、6點到0點的距離如圖所示（單位：cm）．由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的即時速度大小v₄=

0.41

m/s，小車的加速度大小a=

0.76

m/s²（注意：保留兩位有效數(shù)字）．

（2）兩位同學在實驗室中利用如圖（a）所示的電路測定定值電阻R₀、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄的是電流表A和電壓表V₁的測量數(shù)據(jù)，另一同學記錄的是電流表A和電壓表V₂的測量數(shù)據(jù)．并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示兩條U-I圖線．回答下列問題：
（1）根據(jù)甲、乙兩同學描繪的圖線，可知

AD

A．甲同學是根據(jù)電壓表V₁和電流表A的數(shù)據(jù)
B．甲同學是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)
C．乙同學是根據(jù)電壓表V₁和電流表A的數(shù)據(jù)
D．乙同學是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)
（2）圖象中兩直線的交點表示的物理意義是

BC

A．滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端      B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W          D．電源的效率達到最大值
（3）根據(jù)圖（b），可以求出定值電阻R₀=

2.0

Ω，電源電動勢E=

1.5

V，內(nèi)電阻r=

1.0

Ω．（保留兩位有效數(shù)字）
（4）該電路中電流表的讀數(shù)能否達到0.6A，試說明理由

Answer 1

分析：應(yīng)明確打點計時器的工作原理，熟記通過紙帶求瞬時速度和求平均加速度的方法．明確兩種U-I圖象的區(qū)別與應(yīng)用，及有關(guān)電源增大輸出功率條件和效率求法．

解答：解：（1）①、用打點計時器測定勻變速直線運動加速度時需要用交流電源和刻度尺，不需要秒表，也不用測物體的質(zhì)量，故應(yīng)選AC．
   （2）②、由“在勻變速直線運動中，某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度”知，v₄=

14.55-6.45

0.2

×0.01m/s=0.41m/s，
再由△x=

at

2

得，用“二分法”，取0到3與3到6兩段分析，即

x

1

=6.45cm，

x

2

=（19.70-6.45）=13.25cm，t=3×0.1s=0.3s，則由△x=

x

2

-

x

1

=a

t

2

，得a=

x   2 -x   1

t 2

，代入數(shù)據(jù)可求出：a=0.76m/s²．
（2）①、由歐姆定律知故U=RI，可見一段導體的U-I圖象是一過原點的傾斜直線，故乙同學是根據(jù)電壓表V₂和電流表A的數(shù)據(jù)，所以D正確C錯誤，再由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir=-rI+E，可知若U-I圖象是一往下傾斜的直線，其斜率大小即為電源內(nèi)阻r，縱軸截距即為電源電動勢E，即甲圖象是表示電源的，結(jié)合電路圖可知甲同學是根據(jù)電壓表V₁和電流表A的數(shù)據(jù)，故A正確B錯誤D，故應(yīng)選AD．
②、由上面分析知，圖象中兩直線的交點表示導體與電源接在了一個電路中，即說明滑動變阻器被短路，也就是滑動觸頭滑到了最左端，故A錯誤；
再由U-I圖象可讀出兩條線交點坐標為U=1.0V，I=0.5A，所以功率為：P=UI=1.0×0.5W=0.5W，故C正確；
因

R

0

=

U

I

=

1.0

0.5

Ω=2Ω，又電源內(nèi)阻r=

1.5-1.0

0.5

Ω=1Ω，因R＞r時，R越小電源的輸出功率越大，故B正確；
由電源效率η=

P   出

P   總

=

R

R+r

知當滑動變阻器被短路時電源效率應(yīng)變小，故D錯誤，本題正確選項是BC．
③、根據(jù)圖線乙可求出

R

0

=2.0Ω，根據(jù)圖線甲可求出E=1.5V　r=1.0Ω．
④、由上面分析知，當滑動變阻器被短路時電流表的最大值為0.5A，故該電路中電流表的讀數(shù)不能達到0.6A．
故答案為（1）①AC，②0.42，0.76
         （2）①AD，②BC，③2.0，1.5，1.0，④不能

點評：要記住用“二分法”求平均加速度的方法；記住電源輸出功率

P

出

隨外電阻R的變化圖象，特別是當R=r時電源的輸出功率最大．