(2013?重慶二模)為測定某電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r以及一段電阻絲的電阻率ρ,設(shè)計(jì)了如圖4所示電路.a(chǎn)b是一段電阻率較大的粗細(xì)均勻的電阻絲,R0是阻值為2Ω的保護(hù)電阻,滑動(dòng)片P與電阻絲接觸始終良好.
①實(shí)驗(yàn)中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑如圖5所示,其示數(shù)為d=
0.400
0.400
mm.
②實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)P的位置,記錄aP長度x和對(duì)應(yīng)的電壓U、電流I等相關(guān)數(shù)據(jù),如下表:
x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
U(V) 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18
I(A) 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28
U/I(Ω) 3.06 4.00 4.97 6.06 6.77 7.79

Ⅰ請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖6上描點(diǎn)連線作U-I關(guān)系圖線,根據(jù)該圖象,可得電源的電動(dòng)勢E=
3
3
V;內(nèi)阻r=
1
1
Ω.
Ⅱ根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的
U
I
-x關(guān)系圖象如圖7所示,利用該圖象,可求得電阻絲的電阻率ρ為
1.3×10-6
1.3×10-6
Ω?m(保留兩位有效數(shù)字).
Ⅲ圖7中
U
I
-x關(guān)系圖線縱截距的物理意義是
電流表內(nèi)阻為2Ω
電流表內(nèi)阻為2Ω
分析:①螺旋測微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù).
②Ⅰ應(yīng)用描點(diǎn)法作圖,根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn),然后根據(jù)各點(diǎn)作出圖象;圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)就是電源的電動(dòng)勢,根據(jù)公式r=
△U
△I
可以求出內(nèi)阻;
Ⅱ、根據(jù)歐姆定律與電阻定律求出
U
I
-x的函數(shù)表達(dá)式,然后根據(jù)圖象求出電阻率.
Ⅲ、根據(jù)圖象的函數(shù)表達(dá)式結(jié)合圖象分析答題.
解答:解:①由圖示螺旋測微器可知,固定刻度示數(shù)為0mm,可動(dòng)刻度示數(shù)為40.0×0.01mm=0.400mm,則螺旋測微器示數(shù)為0.400mm.
②Ⅰ應(yīng)用描點(diǎn)法作圖在圖象中找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn),然后用光滑的直線連接,得到圖象如圖所示;
圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)就是電源的電動(dòng)勢,從圖上可得:E=3.0V.在圖象中找出兩個(gè)清晰的點(diǎn),
讀出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),然后根據(jù)公式:r=
△U
△I
=1Ω;

Ⅱ.電阻絲電阻R=
U
I
x
S
+RA,則
U
I
=
ρ
S
x+RA,
U
I
-x圖象的斜率k=
ρ
S
=
8-2
0.6
=10,
電阻率ρ=kS=10×3.14×(
0.400×10-3
2
)2
≈1.3×10-6Ω?m;
Ⅲ:由
U
I
=
ρ
S
x+RA可知,函數(shù)
U
I
-x圖線縱截距唯愛2.0Ω,它表示電流表的內(nèi)阻為2Ω;
故答案為:①0.400;②Ⅰ如圖所示;3; 1;Ⅱ1.3×10-6;Ⅲ電流表內(nèi)阻為2Ω.
點(diǎn)評(píng):應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,要掌握描點(diǎn)法作圖的方法.
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實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6
小車質(zhì)量(g) 200 300 400 500 600 1000
小車加速度(m/s2 2.00 1.33 0.79 0.67 0.40
小車質(zhì)量倒數(shù)(kg-1 5.00 3.33 2.50 2.00 1.67 1.00

①請(qǐng)由紙帶上的數(shù)據(jù),計(jì)算出缺少的加速度值并填入答題卷中(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)).
②為了直觀反映加速度與質(zhì)量的關(guān)系,請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)中建立合適的坐標(biāo)量,將表中各組數(shù)據(jù)用小黑點(diǎn)(或叉)描述在坐標(biāo)紙上,并作出平滑的圖線
③該實(shí)驗(yàn)小組接著又研究加速度a與小車所受拉力F的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量,分別測量小車在不同外力作用下的加速度.根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖線,如圖3所示.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是
C
C
.(選填下列選項(xiàng)的序號(hào))
A.小車與平面軌道之間存在摩擦
B.平面軌道傾斜角度過大
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量過大
D.所用小車的質(zhì)量過大.

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