Question

20．某同學(xué)設(shè)計了以下的實驗來驗證機(jī)械能守恒定律：在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊m，滑塊可沿米尺自由下落．在米尺上還安裝了一個連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A，線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過線框，如圖所示．把滑塊從米尺的零刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過線框時的電壓U，改變h，調(diào)整線框的位置，多做幾次實驗，記錄各次的h，U．
（l）如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，用圖線U²-h（選填“U-h”或“U²-h”）更容易得出結(jié)論．
（2）影響本實驗精確程度的因素主要是 ①阻力的存在，②電壓表不是理想電壓表．

Answer 1

分析 （1）由機(jī)械能守恒推導(dǎo)出滑塊下落h時的速度，然后由法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出電壓U和h的關(guān)系式，
（2）由于阻力的存在，會存在一定誤差．

解答 解：（1）mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得v=$\sqrt{2gh}$，
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：U=BLv=BL$\sqrt{2gh}$，
U²=2B²L²gh
每次滑落時B、L相同，故U²與h成正比，如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，線性圖線會更直觀，
故用U²-h圖象；
（2）①由于空氣阻力等的影響，使滑塊下落時減少的重力勢能不能完全轉(zhuǎn)化為動能帶來實驗誤差．②電壓表不是理想電壓表．
故答案為：（1）U²-h，（2）①阻力的存在，②電壓表不是理想電壓表．

點評 解答實驗問題的關(guān)鍵是明確實驗原理、實驗?zāi)康�，了解具體操作，同時加強(qiáng)應(yīng)用物理規(guī)律處理實驗問題的能力．