Question

12．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中重要的實(shí)驗(yàn)儀器，圖中的甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的，請(qǐng)回答下面的問題：

（1）圖甲是電磁（填“電磁”或“電火花”）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采用的是交流電4～6 V（填“交流電4～6V”、“交流220V”、四節(jié)干電池）．
（2）某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上依次確定出A、B、C、D、E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．其相鄰點(diǎn)間的距離如圖丙所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出．各點(diǎn)到A點(diǎn)距離分別為2.88cm，7.20cm，12.96cm，20.16cm．
①每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔0.1s．
②試根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)，計(jì)算出打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度是0.648m/s（保留三位有效數(shù)字）．
（3）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車的速度，當(dāng)使用的電源頻率高于50Hz時(shí)，如果仍按50Hz來計(jì)算，則測(cè)得的速度將比真實(shí)值偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用振針打點(diǎn)，使用低壓交流電；而電火花計(jì)時(shí)器用電火花打點(diǎn)，使用220V交流電；
（2）（3）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求解D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，結(jié)合該原理分析電源頻率變化導(dǎo)致的誤差情況．

解答 解：（1）圖甲是電磁（填“電磁”或“電火花”）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采用的是交流電4～6 V；
（2）①電源頻率為50Hz，每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，故每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s；
②打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度等于CE段的平均速度，故v_D=$\frac{（20.16-12.96）×0.01m}{2×0.1s}=0.648m/s$；
（3）當(dāng)使用的電源頻率高于50Hz時(shí)，則打點(diǎn)周期偏小，如果仍按50Hz來計(jì)算，根據(jù)v=$\frac{x}{t}$，在代入數(shù)據(jù)時(shí)，t的代入值偏大，故v的測(cè)量值偏��；
故答案為：（1）電磁，交流電4～6 V；（2）0.1，0.648；（3）偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查利用紙帶研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間的平均速度等于該段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．