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1、實驗題提分練5
時間：45分鐘
1．某同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌做“驗證動能定理”的實驗，裝置如圖甲所示，在傾斜固定的氣墊導(dǎo)軌底端固定一個光電門．
測出氣墊導(dǎo)軌的長為L，氣墊導(dǎo)軌右端離桌面的高度H，當?shù)刂亓铀俣葹間.
(1)實驗前先用游標卡尺測出遮光條的寬度，測量示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝10.75 mm.
(2)開通氣源，讓滑塊分別從不同高度無初速度釋放，讀出滑塊每次通過光電門的時間Δt，測出每次釋放的初始位置到光電門的距離x.實驗要驗證的表達式為g·x＝()2(用已知和測量的物理量表示)．
(3)為了更直觀地看出Δt和x的變化關(guān)系，應(yīng)該作出圖象－x(選填“Δt－x”“－x”“
2、Δt2－x”或“－x”)．
(4)當圖象為過原點的一條傾斜的直線，且圖象的斜率為時，動能定理得到驗證．
解析：(1)游標卡尺的主尺讀數(shù)為10 mm，游標讀數(shù)為：0.05 mm×15＝0.75 mm，
所以最終讀數(shù)為：10 mm＋0.75 mm＝10.75 mm.
(2)要驗證動能定理，即驗證mgsinθ·x＝m()2，
即驗證g·x＝()2.
(3)由g·x＝()2得：＝x，為了更直觀地看出Δt和x的變化關(guān)系，應(yīng)作出“－x”圖象．
(4)當圖象為過原點的一條傾斜的直線，且圖象的斜率為時，動能定理得到驗證．
2．(2019·全國卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μ
3、A的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度．可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99 999.9 Ω)，干電池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干．
(1)歐姆表設(shè)計
將圖(a)中的實物連線組成歐姆表．歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為900 Ω；滑動變阻器選R1(填“R1”或“R2”)．
答案：如圖所示
(2)刻度歐姆表表盤
通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖(b)表
4、示．表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為45、5.
(3)校準
紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應(yīng)的測量值，完成校準數(shù)據(jù)測量．若校準某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為35_000.0 Ω.
解析：(1)由題知當兩表筆間接入15 kΩ的電阻時，電流表示數(shù)為50 μA，由閉合電路歐姆定律有＝，代入數(shù)據(jù)解得R＝900 Ω，所以滑動變阻器選擇R1.(2)歐姆表的內(nèi)阻Rg′＝Rg＋r＋R0＋R＝15 kΩ，當電流為25 μA時有＝?Rx′＝3
5、Rx＝45 kΩ；當電流為75 μA時有＝?Rx″＝Rx＝5 kΩ.(3)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處．題圖(c)中電阻箱讀數(shù)為35 000.0 Ω.
3．為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值，某同學(xué)利用DIS設(shè)計了如圖甲所示的電路．閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計算機分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I圖線．請回答下列問題：
(1)根據(jù)圖乙中的M、N兩條圖線可知( B、C )
A．圖線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
B．
6、圖線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
C．圖線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
D．圖線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
(2)圖乙中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是( A、B、C )
A．滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端
B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W
D．電源的效率達到最大值
(3)根據(jù)圖乙可以求得定值電阻R0＝2.0 Ω，電源電動勢E＝1.5 V，內(nèi)電阻r＝1.0 Ω.
解析：(1)由題圖甲可以看出，電壓傳感器1測量的是路端電壓、電壓傳感器2測量的是定值電阻R0兩端的電壓，故電壓傳感器1的示數(shù)隨電流的
7、增大而減小，電壓傳感器2的示數(shù)隨電流的增大而增大，B、C正確．
(2)在兩圖線的交點處，兩電壓傳感器的示數(shù)相同，說明滑動變阻器接入電路中的阻值為零，滑片移動到了最左端，A正確；由兩圖線的斜率可得電源的內(nèi)阻、定值電阻R0的阻值分別為1.0 Ω、2.0 Ω，而內(nèi)外電路的阻值越接近時電源的輸出功率越大，此時外電路的總阻值最小且最接近電源內(nèi)阻，故B正確；由題圖知此時R0兩端電壓與通過的電流分別為1.0 V、0.5 A，故其消耗的功率P＝IU＝0.5 W，C正確；電源的效率η＝＝＝，隨外電路總阻值的增大而增大，此時電源效率應(yīng)是最小的，D錯誤．
(3)由圖線M、N的斜率可得電源內(nèi)阻與定值電阻R0的阻值，由圖線N在縱軸上的截距可得電源電動勢．
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