Question

（2011?重慶模擬）（1）某同學(xué)利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)側(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．該同學(xué)在通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上選取6個(gè)點(diǎn)，如題22圖1所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔均為T(mén)，其中點(diǎn)A、B、C相鄰，點(diǎn)D、E、F相鄰，在點(diǎn)A之前、點(diǎn)C和點(diǎn)D之間還有若干不清晰的點(diǎn)．若測(cè)得點(diǎn)A、C之間的距離為S₁，點(diǎn)D、F之間的距離為S₂，點(diǎn)B、E之間的距離為S₃，則：①打點(diǎn)E時(shí)物體速度的表達(dá)式是v_E=

S2

2T

；
②重力加速度的表達(dá)式是g=

S22-S12

8T2S3

．
（ 2 ）研究小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，進(jìn)行了以下操作：
①用多用電表的歐姆檔測(cè)某一額定電壓為3V的小燈泡的電阻，選擇開(kāi)關(guān)置于“×l”倍率檔位時(shí)，讀數(shù)情況如圖2所示，則小燈泡的電阻R_L=

4.0

Ω；接著再用該電表測(cè)量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值，則選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)該置于

×100

倍率檔位；換檔后，在測(cè)電阻之前，應(yīng)該先

歐姆調(diào)零

．
②在描繪該小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)時(shí)，將 ①中的小燈泡接入如圖3所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如下表的數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谒�給的坐標(biāo)系中描繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)．

③若將該小燈泡直接接到電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=10Ω的電源兩端，則該燈泡實(shí)際消耗的功率P=

0.22

 W．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出重力加速度的表達(dá)式；
（2）換檔后要電路變化了要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．再測(cè)量讀數(shù)，讀數(shù)要乘以倍率．用描點(diǎn)法作出圖象．

解答：解：（1）①根據(jù)瞬時(shí)速度等于平均速度得：v_E=

S2

2T

，v_B=

S1

2T

②物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，則有：
mgS₃=

1

2

mvE2-

1

2

mvB2
解得：g=

S22-S12

8T2S3

（2）①圖示讀數(shù)為：4.0×1=4.0Ω，測(cè)量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)該置于×100檔，換檔后要電路變化了要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．
②將表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)后用平滑的曲線(xiàn)連接即可，圖象如圖所示：
③畫(huà)出電源的U-I曲線(xiàn)，與小燈泡伏安曲線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流即為此時(shí)小燈泡的實(shí)際電壓與電流，根據(jù)P=UI即可求得實(shí)際功率；
根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=3-10I，畫(huà)出U-I圖象如圖所示，
交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時(shí)的實(shí)際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.3V，電流I=O.17A，
所以實(shí)際功率為：P=UI=1.3×0.17W=0.22W
故答案為：（1）①

S2

2T

；②

S22-S12

8T2S3

；（2）①4.0Ω，×100，歐姆調(diào)零；②如題所示；③0.22

點(diǎn)評(píng)：（1）紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．
（2）學(xué)會(huì)多用電表的使用，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法作圖．