Question

（1）用拉力傳感器和速度傳感器“探究加速度a與物體合外力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示．實(shí)驗(yàn)中用拉力傳感器記錄小車受到細(xì)線的拉力F大小，在長(zhǎng)木板上相距為L(zhǎng)的A、B兩個(gè)位置分別安裝速度傳感器1和2，記錄小車到達(dá)A、B兩位置時(shí)的速率為v_A、v_B．

①為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的具體操作為：取下

鉤碼

，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜角度，以平衡小車受到的摩擦力，在不掛鉤碼的情況下，輕推小車，看小車是否做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)；
②用本題中設(shè)定的物理量寫出加速度的表達(dá)式：a=

v 2 B - v 2 A

2L

；
③從理論上來看“a-F”圖象是過原點(diǎn)的一條直線，本次實(shí)驗(yàn)得到的圖線卻是如圖乙所示，其中的原因是

沒有完全平衡摩擦力

．
（2）有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的U-I圖線．有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）
B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（5Ω，1A）
F．滑動(dòng)變阻器（500Ω，0.2A）
①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用

A

，電流表應(yīng)選用

D

．為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

E

（用序號(hào)字母表示）
②請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并在右圖中把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力，取下鉤碼，輕推小車，如果小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則恰好平衡摩擦力；由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出加速度的表達(dá)式；根據(jù)圖象分析圖象不過原點(diǎn)的原因．
（2）①儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測(cè)量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動(dòng)變阻器；
②根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的不同作用，結(jié)合題意選擇滑動(dòng)變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內(nèi)阻間的大小關(guān)系確定電流表的接法．

解答：解：（1）①為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的具體操作為：取下鉤碼，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜角度，以平衡小車受到的摩擦力，在不掛鉤碼的情況下，輕推小車，看小車是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
②小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式可知，v_B²-v_A²=2aL，則加速度a=

v 2 B - v 2 A

2L

；
③由圖乙所示圖象可知，a-F圖象在F軸上有截距，當(dāng)拉力達(dá)到一定程度時(shí)才產(chǎn)生 加速度，這是由于沒有完全平衡摩擦力，小車受到的合力小于拉力造成的．
（2）①因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確；故只能選用0～5V的電壓表，故選A；
由P=UI得，燈泡的額定電流I=

P

U

=

2W

4V

=0.5A；故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；
而由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選E；
（2）由P=

U2

R

可求得：燈泡內(nèi)阻R=

U2

P

=

(4V)2

2W

=8Ω；則

RV

R

=

10000Ω

8Ω

=1250；

R

RA

=

8Ω

0.4Ω

=20；

RV

R

＞

R

RA

，應(yīng)采用電流表外接法；
而由以上分析知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇分壓接法；實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，如圖乙所示．

故答案為：（1）①鉤碼；勻速直線；②

v 2 B - v 2 A

2L

；③沒有完全平衡摩擦力；（2）①A；D；E；②實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示；實(shí)物電路圖如圖乙所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時(shí)還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．