Question

（1）如圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出，而后確定橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系．回答下列問題：

①除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有低壓交流電源和______；
②實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應(yīng)采取的措施是______；
③若某次實驗打出的一條紙帶如圖所示，則小車由于橡皮筋彈力做功所獲得的速度為______m/s．（打點計時器所用交變電壓的頻率為50Hz）

（2）某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，以及從廢舊電器上拆下的電阻、電容、電感線圈、白熾燈等元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，即電阻R（約為2KΩ））和白熾燈．現(xiàn)用手機中的鋰電池 （電動勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為300mA）以及可供選擇的下列器材進行實驗：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程300mA，電阻R_A1約為5Ω）
C．電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約為10Ω）
D．滑動變阻器R₁ （0～20Ω，額定電流lA）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干
①為了測定電阻R的阻值，小組的一位成員，設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖并選取了相應(yīng)的器材 （電源用手機中的鋰電池），其中有一種器材選取不妥，應(yīng)做出的調(diào)整是______．
②為研究白熾燈的伏安特性曲線，該同學(xué)重新設(shè)計了一個實驗電路，測出了加在燈兩端的電壓U和通過燈的電流I共8組數(shù)據(jù) （見下表）：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V		0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	3.00
I/A		0.08	0.13	0.18	0.20	0.24	0.29

請在圖乙坐標(biāo)中，描點作出U一I圖線．由圖象可知，隨著電流的增大，白熾燈的電阻______（選填“增大“、“減小“或“不變“）．

Answer 1

【答案】分析：（1）①小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施；
②小車先在橡皮條的拉動下做加速運動，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長時，拉力減為零，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運動，因此小車勻速時的速度就是該過程中的最大速度．
（2）①根據(jù)電壓的和電阻的大小，可以得到電路的電流的大小，從而可以選擇合適的電流表，
②根據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖象，根據(jù)圖象的斜率表示的電阻的大小，可以分析電阻的變化的情況．
解答：解：（1）①打點計時器打完紙帶后，需要測量兩點之間的距離，所以還需要刻度尺．
②小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力．所以應(yīng)采取的措施是木塊的末端墊高，平衡摩擦力．
③根據(jù)紙帶可得，最后兩個點之間的距離均為：L=2cm=0.02m，
兩個點之間的時間的間隔為：t=0.02s，
所以小車由于橡皮筋彈力做功所獲得的速度為v===1.00m/s．
（2）①鋰電池的電壓為E=3.7V，待測的電阻R約為2KΩ，
所以電路中的電流的大小約為：I===0.00185A=1.85mA，
所以電流表應(yīng)該選擇A₂，即應(yīng)做出的調(diào)整是電流表A₁換成電流表A₂．
②根據(jù)數(shù)據(jù)，描點作出U一I圖線為：
在U-I圖象中，直線的斜率表示的就是在該時刻的電阻的大小，
所以根據(jù)圖象可知，隨著電流的增大，白熾燈的電阻在不斷的增大．
故答案為：
（1）①刻度尺
②木塊的末端墊高，平衡摩擦力
③1.00m/s
（2）①電流表A₁換成電流表A₂
②如圖所示
③增大
點評：本題關(guān)鍵是結(jié)合探究功與速度變化關(guān)系的實驗原理進行分析，如本實驗中，明確小車的運動情況，先加速，再勻速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動，故需要測量勻速階段的速度．
在U-I圖象中，直線的斜率表示的就是在該時刻的電阻的大小．