Question

（2008?湖北模擬）實驗題
（1）在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面釘上復寫紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處．使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測得木板每次移動距離x=10.00cm，A、B間距離y₁=4.78cm，B、C間距離y₂=14.58cm．（g取9.80m/s²）
①根據(jù)以上直接測量的物理量得小球初速度為v₀=

x

g y2-y1

（用題中所給字母表示）．
②小球初速度的測量值為

1.0

m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）某同學采用如圖甲所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻．提供的器材有，電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、滑動變阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．
①實驗中滑動變阻器應選用

R₁

 （填“R₁”或“R₂”）．在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U-I圖線，由圖可求出該電源電動勢E=

1.45

V；內阻r=

1.75

Ω．（保留三位有效數(shù)字）
②在圖乙中用筆畫線代替導線連接實驗電路．
③電動勢測量值

=

真實值，內電阻測量值

＞

真實值．（ 填＜，＞，=）

Answer 1

分析：（1）小球在豎直方向做自由落體運動，由豎直方向的運動規(guī)律可求得兩點間的時間間隔；再由水平方向的勻速直線運動關系求得水平初速度的表達式及數(shù)值；
（2）①分析實驗中的數(shù)據(jù)可得出滑動變阻器使用；由圖象的斜率及截距可求得內阻及電源的電動勢；
②根據(jù)原理圖依次將各元件相連，注意電表的正負極及量程；
③根據(jù)電表內阻的影響分析誤差原因，同時確定真實值與測量值之間的關系．

解答：解：（1）①對豎直方向由△h=gt²可得：
t=

y2-y1 g

；
對于水平方向有：x=v₀t
解得：v₀=x

g y2-y1

 
（2）代入數(shù)據(jù)解得：
v₀=0.1

10 0.1458-0.0478

=1m/s；
（2）①因電壓表為3V量程，電流表為0.6A，則如果采用R₂的滑動變阻器則因阻值太大，不易調節(jié)，故應選用R₁；
由閉合電路歐姆定律可知，U=E-Ir，故可知圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢，故E=1.46V；（1.45-1.47均可）
而圖象的斜率表示電源的內阻，則有：r=

1.46-0.8

0.37

=1.78Ω；（1.70-1.83Ω）
 ②依次將電池、開關、電流表及滑動變阻器串聯(lián)，再將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，注意紅進黑入，連線如圖所示；
③本接法中的誤差來自于電流表的分壓導致電壓表示數(shù)不準確；若當外電路短路時，則電流表的分壓影響較小，故此時認為電壓表示數(shù)準確；而外電路斷路時可以認為路端電壓即為電源的電動勢，故測量值等于真實值；而在測量中由于電流表的分壓，使電壓表測量值小于真實值，而電流值是準確的，故測量圖象應在真實圖象的下方，故圖象的斜率增大，故內電阻真實值大于測量值；
故答案為：（1）①x

g y2-y1

②1.0；（2）①R₁，1.45；1.75；②如下圖；③=＞．

點評：本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，注意實驗方法及本實驗中的誤差處理方法．