Question

(18分)

(1)在利用如圖甲所示的裝置測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實驗中

①以下提供的器材中不需要的是_________，還需要的器材是__________·

打點計時器、紙帶、復寫紙、木塊、長木板、立柱、50Hz低壓交流電源、導線、天平．

 

②若圖甲中立柱的高度是木板長度的一半，接通電源，得到如圖乙所示的紙帶．則木塊下滑的加速度為__________m／s2，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為____________．(g取10m／s2，所有計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．由于存在系統(tǒng)誤差，動摩擦因數(shù)的測量值比真實值__________（填偏大或偏小)．

(2)某探究小組要描繪一個標有“4V，1W”的小燈泡的R～U曲線，所供選擇的器材除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：

A．電壓表V(量程5V，內(nèi)阻約為5)??? ????????????? B．直流電源E(電動勢4．5V，內(nèi)阻不計)

C．電流表A1(量程150mA，內(nèi)阻約為2)????????????? D．電流表A2(量程300mA，內(nèi)阻約為1)

E．滑動變阻器R1(阻值0~l0)??? ????????????? ????????????? ????????????? F．滑動變阻器R2(阻值0~200)

①實驗中要求小燈泡電壓從零逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能小且方便調(diào)節(jié)，電? 流表應選用____________，滑動變阻器應選用___________(填寫儀器符號)．請畫出該實驗的電路圖．

②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出了R—U的圖像，如甲圖所示．由圖像可知，當所加電壓為3．0V時，小燈泡實際消耗的電功率為_________W(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．

③小燈泡的P—U圖像及I—U圖像如圖乙所示．則小燈泡的電功率P隨電壓U變化的圖像是___________；伏安特性曲線是____________．(填“a”、“b”、“c”、“d”)

 

Answer 1

【答案】

⑴ ①天平，刻度尺?? ② 2.0；0.35；偏大?? ⑵ ① A2 ；R1 ② 0.78? ③ b; c

【解析】

試題分析：⑴ ①設斜面的傾角是θ，由題意知：sinθ=，

cosθ=。對木塊，由牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=，要測動摩擦因數(shù)，需要測出：斜面的高度h、斜面長度L、木塊的加速度a。測斜面高度與長度需要刻度尺，測加速度需要：

打點計時器、紙帶、復寫紙、木塊、長木板、立柱、50Hz低壓交流電源、導線，

因此不需要的器材是：天平，還需要的器材是：刻度尺；

②由圖乙所示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×2=0.04s，由勻變速運動的推論：△x=at2可得：加速度：a=＝2.0m/s2????????????? ?????????????

由題意知， h= ，L=2h，則動摩擦因數(shù)：μ=≈0.35，木塊運動時，由于紙帶與打點計時器間存在摩擦，所測加速度偏小，動摩擦因數(shù)的測量值大于真實值；

⑵ ① 待測小燈泡為“4V，1W”，故其額定電流I==0.25A，電流表只能選擇A2；要描繪小燈珠RL的R～U曲線，故電壓要從0開始連續(xù)可調(diào)，故滑動變阻器采用分壓接法，而分壓接法時滑動變阻器的阻值越小越便于調(diào)節(jié)，故選R1。小燈泡的內(nèi)阻R==16Ω＜ ，被測電阻為小電阻，電流表應該采用外接法，描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示．

② 當電壓為3V時，由圖可知小燈泡的電阻為11.5Ω，故此時小燈泡消耗的實際功率P=≈0.78W；

③ 根據(jù)P=UI可知I=，即P-U圖象的斜率為電流I，R-U圖象的斜率的倒數(shù)為I，由甲圖可知隨電壓的增大通過小燈泡的電流越大，b正確；

I－U圖像的斜率為電阻的倒數(shù)，由甲圖可知隨電壓的增大導體的電阻增大，I-U圖象的斜率隨電壓的增大而減小，c正確。

考點：本題考查加速度的測量、伏安法測電阻。