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1、實(shí)驗(yàn)題技巧練(四)
22.(2019·福建福州市五月檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖1甲所示的裝置“探究物體速度和位移的關(guān)系”,并測(cè)量物塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).已知彈簧處于原長時(shí),物塊位于光電門左側(cè).
圖1
(1)按圖甲所示安裝實(shí)驗(yàn)器材,物塊上方裝有較窄的遮光條,用游標(biāo)卡尺測(cè)量其寬度如圖乙所示,則遮光條的寬度為________mm.
(2)實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①讓物塊壓縮彈簧并鎖定;
②釋放物塊,讀出物塊通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間Δt;
③測(cè)量出物塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)遮光條的位置到光電門之間的位移x;
④重復(fù)①②③步驟,測(cè)出多組遮光時(shí)間Δt和位移x的值;
⑤計(jì)算出物塊通過光電門時(shí)對(duì)應(yīng)的速度
2、大小v.
(3)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在如圖2所示的坐標(biāo)紙上作出v2-x圖象,由圖象可知,物塊在桌面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為________m/s2.已知重力加速度g取10 m/s2,則物塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
圖2
答案 (1)6.75 (3)5.0(4.7~5.1均可 ) 0.50(0.47~0.51均可)
解析 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為6mm+0.05×15mm=6.75mm.
(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v2=2ax,圖象的斜率k=2a,所以a=.根據(jù)圖象求得斜率k=10.0m/s2,所以物塊在桌面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=5.0 m/s2;根
3、據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma,所以μ=0.50.
23.(2019·福建福州市五月檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)量一節(jié)廢舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室有如下器材:
A.電壓表V(0~0.5V,內(nèi)阻RV未知)
B.電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻RA為0.6Ω)
C.電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω)
D.滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω)
E.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)考慮到電壓表的量程太小,且內(nèi)阻遠(yuǎn)大于干電池內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)首先設(shè)計(jì)如圖3所示的電路來測(cè)量電壓表的內(nèi)阻.其原理為:先調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針指在中間刻度線,記下電阻箱的阻值R1,再調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針指在滿偏刻度,記下
4、電阻箱的阻值R2,則電壓表的內(nèi)阻RV=________(用R1、R2表示).
圖3
(2)測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為500Ω,實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路測(cè)量廢舊干電池的電動(dòng)勢(shì),R0調(diào)到1000Ω.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)如下表所示.請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在如圖5所示的坐標(biāo)紙上作出U-I圖線.
圖4
U/V
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
I/A
0.59
0.50
0.39
0.30
0.21
圖5
(3)由圖線求得電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)阻r=______Ω.
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)進(jìn)行了多次測(cè)量,花費(fèi)了較長
5、時(shí)間,但測(cè)量期間一直保持電路閉合.其實(shí),從實(shí)驗(yàn)誤差考慮,這樣的操作不妥,因?yàn)開___________________.
答案 (1)R1-2R2 (2)見解析圖
(3)1.50(1.44~1.56均可) 0.90(0.80~1.00均可)
(4)長時(shí)間保持電路閉合,電池會(huì)發(fā)熱,電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,干電池長時(shí)間放電,也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大
解析 (1)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,電壓表的滿偏電壓為U,則當(dāng)電壓表指針指在中間刻度線時(shí),有U=E;當(dāng)電壓表指針指在滿偏刻度時(shí),有U=E,聯(lián)立解得電壓表的內(nèi)阻為RV=R1-2R2.
(2)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線作出U-I圖線,如圖所示.
(3)根據(jù)題圖,由閉合電路歐姆定律得E=(R0+RV)+I(xiàn)(RA+r),解得U=-(RA+r),則由U-I圖線可得電源的電動(dòng)勢(shì)為1.50V,內(nèi)阻為0.90Ω.
(4)長時(shí)間保持電路閉合,電池會(huì)發(fā)熱,電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,干電池長時(shí)間放電,也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大.
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