Question

【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，帶滑輪的長木板水平放置，板上有兩個(gè)光電門相距為d，滑塊通過細(xì)線與重物相連，細(xì)線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1由靜止釋放，記下滑到光電門2的時(shí)間t.改變重物質(zhì)量來改變細(xì)繩拉力大小，重復(fù)以上操作5次，計(jì)算后得到下表中的5組數(shù)據(jù)．

(1)請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出aF圖象；

(2)分析aF圖象，可求出滑塊質(zhì)量m＝________kg，滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(重力加速度g＝10 m/s2)

【答案】 0.25 0.20

【解析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出滑塊的加速度；依據(jù)表中數(shù)據(jù)運(yùn)用描點(diǎn)法作出圖象；知道滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊質(zhì)量的倒數(shù)．對(duì)滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解．

(1)先描點(diǎn)，再用直線把這些點(diǎn)連起來，不在直線上的點(diǎn)要均勻的分布在直線的兩側(cè)．

(2)根據(jù)牛頓第二定律得：，所以，由aF圖象可得：m=0.25kg，μ=0.20

【點(diǎn)睛】解決該題關(guān)鍵要掌握牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來求解。

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
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【題目】對(duì)某圓柱體的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究：

(1)①用螺旋測微器測量其直徑，結(jié)果如圖(a)所示，則其直徑為________mm.

②用多用電表電壓擋測量其兩端無電壓．

③用多用電表歐姆擋粗略測量其電阻為1 500 Ω.

④為精確測量其電阻值，現(xiàn)有以下器材：

A．直流毫安表A1(量程0～2 mA，內(nèi)阻約為5 Ω)

B．直流電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω)

C．直流電壓表V1(量程0～15 V，內(nèi)阻25 kΩ)

D．直流電壓表V2(量程0～3 V，內(nèi)阻5 kΩ)

E．直流電源E(輸出電壓3 V，內(nèi)阻可不計(jì))

F．滑動(dòng)變阻器R(0～15 Ω，允許最大電流10 A)

G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在方框1中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明儀器名稱符號(hào)．

(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這個(gè)圓柱體還有一個(gè)特點(diǎn)：在強(qiáng)磁場作用下用多用電表電壓擋測量發(fā)現(xiàn)有電壓，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為1 T、2 T、3 T時(shí)，其作為電源的UI特性曲線分別為圖(b)中圖線甲、乙、丙所示．

①請(qǐng)?jiān)诜娇?/span>2中畫出測量其電源UI特性的電路圖．

②按照這種規(guī)律，要使標(biāo)有“100 V,100 W”的燈泡正常發(fā)光，需要把圓柱體放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為________T的磁場中．

Answer 1

【答案】 11.700 11

【解析】試題分析：螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度加可動(dòng)刻度讀數(shù)，需要估讀；伏安法測量器電阻，注意滑動(dòng)變阻器和電流表內(nèi)接外接；根據(jù)伏安法測量電源的內(nèi)阻以及電源電動(dòng)勢的實(shí)驗(yàn)畫出電路圖，U-I特性曲線的縱軸截距表示電源電動(dòng)勢，斜率表示內(nèi)阻，從而得到內(nèi)阻，根據(jù)甲乙丙圖線得到電壓與磁場強(qiáng)度的關(guān)系，從而得到100V時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)根據(jù)螺旋測微器的測量讀數(shù)規(guī)則，直徑為11.5mm＋0.200mm=11.700 mm；用多用電表歐姆擋粗略測量其電阻為1500Ω，遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，所以采用電流表內(nèi)接電路．由于題給的滑動(dòng)變阻器R阻值范圍為0～15Ω，遠(yuǎn)小于待測電阻的阻值，所以必須采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法．由于電源輸出電壓為3V，故電壓表選擇量程為0～3V的V2.在3V電壓下，圓柱體中電流大約為2 mA，因此電流表選擇量程為0～2 mA的A1。畫出測量電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如答圖1所示．

(2)①測量其電源UI特性的電路圖如答圖2所示

②根據(jù)在強(qiáng)磁場下圓柱體表現(xiàn)出的電源的UI特性曲線，可知其內(nèi)阻為10Ω.“100 V，100W”的燈泡正常工作電流為，要使標(biāo)有“100V,100W”的燈泡正常發(fā)光，圓柱體在強(qiáng)磁場作用下的電動(dòng)勢必須為110V，因此需要把圓柱體放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為11T的磁場中．