(1)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源有220V的交变电流和学生电源,学生电源的输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
F.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内.
BD错误,C是不必要的
BD错误,C是不必要的

(2)两位同学在实验室利用如图2(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一位同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一位同学记录的是电流表A和电压表v2的测量数据.并根据数据描绘了如图2(b)所示的两条U-I直线.回答下列问题:
①根据两位同学描绘的直线,可知图线
(填“甲”或“乙”)是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的.
②图象中两直线的交点表示
BC
BC

A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端      B.在本电路中该电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5W        D.在本电路中该电源的效率达到最大值
③根据图2(b),可以求出定值电阻R0=
2.0
2.0
Ω,电源电动势E=
1.50
1.50
V,内电阻r=
1.0
1.0
Ω.
分析:(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项,只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义.
(2)①从电路连接结合电流表和电压表的读数变化判断甲、乙两同学描绘的图线的含义.
②图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等,即滑动变阻器的阻值为0,根据图象求解.
③由图可知,图象由纵坐标的交点为电动势;由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻.
解答:解:(1)B:将打点计时器应接到电源的“交流输出”上,故B错误.
C:因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故C不必要.
D:开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故D错误.
所以BD错误,C是不必要的;
(2)①从电路连接可以看出,电流表A的读数增大时,电压表V1的读数减小,电压表V2的读数增大.
甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的;乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的.
所以选甲.
②图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等,即滑动变阻器的阻值为0,
A、滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端,故A错误;
B、图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻,滑动变阻器的阻值减小,电源的输出功率增大,两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0,即电源的输出功率最大,故B正确;
C、定值电阻R0消耗功率为:P=U2I=1.0×0.5 W=0.5 W,故C正确;
D、电源的效率为:η=
UI
EI
=
U
E
,U越大,效率越大,故D错误.
故选:BC.
③从图象可以得出定值电阻R0的阻值为:R0=
U2
I
=2.0Ω;
从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V,即电源的电动势为E=1.50 V,
图象斜率的绝对值为:k=
U1
△I
=1.0,即电源的内阻为:r=1.0Ω.
故答案为:(1)BD错误,C是不必要的; (2)①甲;②BC;③2.0,1.50,1.0.
点评:(1)只有明确了实验原理以及实验的数据测量,才能明确各项实验操作的具体含义,这点要在平时训练中加强练习.
(2)本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理,并能用图象法求出电势和内电阻.
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