Question

1某課外興趣小組利用下圖的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關系”以及“加速度與合外力的關系”
（1）該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度a與細線上拉力F的關系，下列圖象中能表示該同學實驗結果的是______
（2）在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖所示，則小車運動的加速度大小為______m/s²（保留3位有效數(shù)字）
（3）實驗時，小車由靜止開始釋放，已知釋放時鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測出的物理量還有：小車由靜止開始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v，鉤碼的質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，設重力加速度為g，則mgs______ （選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動能的變化；
2．現(xiàn)要同時測電阻R的阻值、電源的電動勢E及內(nèi)阻r．給定的器材有：兩個電壓表和電流表，變阻器R₁，電阻箱R₂，待測的定值電阻R，兩節(jié)串聯(lián)的電池，開關S及導線若干．

（1）甲組同學設計一個如圖（a）所示的電路能夠同時測電阻R、電源的電動勢及內(nèi)阻．調(diào)節(jié)變阻器，理想電壓表V₁、V₂和電流表A分別測得多組U₁、U₂、I的數(shù)據(jù)，并作出U₁-I和U₂-I，圖（b），并根據(jù)圖線得到電源E的電動勢為3V，則內(nèi)阻為______Ω．R為______Ω．（結果保留兩位有效數(shù)字）
（2）若甲組同學調(diào)節(jié)圖（a）中變阻器的電阻為某值時使電壓表V₂讀數(shù)為1.5V后固定不動，然后將電阻R更換成一只“1.5V 0.9W”的小燈泡，若已知小燈泡的伏安曲線如圖，則小燈泡的實際功率為______W．
（3）乙組同學在使用上述儀器的時候發(fā)現(xiàn)電流表已壞，不能夠使用，但是，乙組同學在合理選擇儀器也能夠在同一電路中測出電阻R的阻值、電源的電動勢E及內(nèi)阻r，請在方框中畫出乙組同學完成實驗的實驗電路圖．

Answer 1

【答案】分析：1、（1）平衡摩擦力后，細線拉力等于合力，而加速度與合力成正比，其關系圖線應該為直線；
（2）根據(jù)公式△x=aT²，結合逐差法進行計算即可；
（3）由于重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故對細線的拉力小于重力，而拉力等于小車受到的合力，合力做功等于小車動能增加量，故可以得到結論；
2、把電阻R看成是電源的等效內(nèi)阻，那么電壓表V₁就可以看成是測量的電源兩端電壓，所以根據(jù)U₁-I求解內(nèi)阻，根據(jù)U₂-I的斜率求解R．
作出如圖u-I圖線，根據(jù)交點求解燈泡的實際功率．
在測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗中，我們有伏安法，安阻法，伏阻法，沒有了電流表我們可以采用伏阻法，即使用電壓表和電阻箱．
解答：解：1、（1）平衡摩擦力后，細線拉力等于合力，而加速度與合力成正比，其關系圖線應該為直線，故選A；
（2）根據(jù)公式△x=aT²得到：X_DE-X_OA=4aT²
代入數(shù)據(jù)得到：a=7.50m/s² ．
（3）由于重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故對細線的拉力小于重力，而拉力等于小車受到的合力，合力做功等于小車動能增加量，故重力對重物做的功大于小車動能的增加量；
2、（1）把電阻R看成是電源的等效內(nèi)阻，那么電壓表V₁就可以看成是測量的電源兩端電壓，
所以根據(jù)U₁-I得U₁=0時，I=0.5A，
所以R+r==6Ω
根據(jù)U₂-I得R==4.0Ω
所以r=2.0Ω
（2）作出如圖u-I圖線，
根據(jù)圖象得交點是U=1V，I=0.5mA
所以燈泡的實際功率P=UI=0.5w
（3）沒有了電流表我們可以采用伏阻法，即使用電壓表和電阻箱．
設計如圖：

故答案為：1、（1）A     
（2）7.50 （3）大于
2、（1）2.0，4.0
（2）0.5
（3）設計如圖
點評：本題考查了學生對歐姆定律和串聯(lián)特點的掌握和運用，本題關鍵：一是分析電路圖，確認電路組成、連接方式、三電表的測量對象，二是能從圖象上得到相關信息．