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1、實(shí)驗(yàn)題專練(一)
(限時(shí)：15分鐘)
22．(5分)在沒有天平的情況下，實(shí)驗(yàn)小組利用以下方法對(duì)質(zhì)量進(jìn)行間接測(cè)量，裝置如圖1所示：一根輕繩跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪與兩個(gè)相同的重物P、Q相連，重物P、Q的質(zhì)量均為m(已知)，在重物Q的下面通過(guò)輕質(zhì)掛鉤懸掛待測(cè)物塊Z，重物P的下端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.
圖1
(1)某次實(shí)驗(yàn)中，先接通頻率為50 Hz的交流電源，再由靜止釋放系統(tǒng)，得到如圖2所示的紙帶，則系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________ m/s2(保留三位有效數(shù)字)；
圖2
(2)在忽略阻力的情況下，物塊Z質(zhì)量M的表達(dá)式為M＝________(用字母m、a、g
2、表示)；
(3)由(2)中理論關(guān)系測(cè)得的質(zhì)量為M，而實(shí)際情況下，空氣阻力、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦、定滑輪中的滾動(dòng)摩擦不可以忽略，使物塊Z的實(shí)際質(zhì)量與理論值M有一定差異，這是一種________________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．
答案 (1)8.00 (2) (3)系統(tǒng)誤差
解析 (1)根據(jù)Δx＝aT2，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度
a＝ m/s2
＝8.00 m/s2；
(2)根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)Q和Z有
(m＋M)g－FT＝(m＋M)a，
對(duì)P有FT－mg＝ma，
聯(lián)立解得M＝；
(3)由題意可知這是一種系統(tǒng)誤差．
23．(10分)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)一未知電源的電動(dòng)勢(shì)E和
3、內(nèi)阻r進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)器材如下：
待測(cè)電源：電動(dòng)勢(shì)小于2 V，內(nèi)阻小于1 Ω；
靈敏電流計(jì)G：滿偏電流Ig＝150 mA，內(nèi)阻Rg＝1 Ω
直流電壓傳感器(視為理想電壓表)；
定值電阻R1＝2 Ω；
定值電阻R2＝5 Ω；
定值電阻R3＝0.5 Ω；
滑動(dòng)變阻器R4(0～5 Ω)；
滑動(dòng)變阻器R5(0～50 Ω)；
開關(guān)和導(dǎo)線若干．
(1)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)如圖3所示，實(shí)驗(yàn)小組將靈敏電流計(jì)G與兩個(gè)定值電阻組裝，改裝成一量程為0.6 A的電流表，并將靈敏電流計(jì)的表盤刻度進(jìn)行了合理的標(biāo)注．請(qǐng)將該電流表的內(nèi)部電路圖補(bǔ)充在虛線框中，并將所用到的定值電阻的符號(hào)標(biāo)注在圖中．
圖3
(2
4、)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到一系列電流表與直流電壓傳感器的數(shù)據(jù)(見下表)，則實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用________(填滑動(dòng)變阻器的符號(hào))，該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，電源內(nèi)阻r＝________ Ω.(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)
電流(I/A)
0.05
0.15
0.25
0.30
0.35
0.40
電壓(U/V)
1.70
1.50
1.30
1.20
1.10
1.00
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器在該電路中的功率最大時(shí)，直流電壓傳感器的示數(shù)為________ V(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)．
答案 (1)如圖所示
(2)
5、R5 1.80 0.50 (3)0.90
解析 (1)實(shí)驗(yàn)小組將靈敏電流計(jì)G與兩個(gè)定值電阻組裝，改裝成一量程為0.6 A的電流表，所以先將靈敏電流計(jì)G與R2串聯(lián)，滿偏電壓為Ug＝Ig(R2＋Rg)＝0.9 V，再與R1串聯(lián)，電流量程為I＝Ig＋＝0.15 A＋0.45 A＝0.6 A，電路圖為
(2)根據(jù)歐姆定律R＝可知，接在電路中滑動(dòng)變阻器最大值為R＝ Ω＝34 Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用R5；根據(jù)U＝E－I(r＋RA)，代入其中兩組數(shù)據(jù)，
可得1.70＝E－0.05(r＋RA)，1.00＝E－0.4(r＋RA)
其中RA＝＝1.5 Ω，
解得E＝1.80 V，r＝0.50 Ω；
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為R滑＝RA＋r＝2 Ω時(shí)，其在該電路中的功率最大，直流電壓傳感器的示數(shù)為U＝＝0.90 V.
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