Question

（2013?淄博一模）（1）如圖，某實驗小組在實驗室中利用水平氣墊導軌和兩光電門計時器A和B驗證滑塊M和鉤碼m組成的系統機械能守恒，已知遮光條的寬度為d，先后通過A、B光電門的時間分別為△t₁、△t₂，滑塊運動通過光電門B時，鉤碼未落地．

①本實驗中需要用到的器材有

AB

（填字母序號）．
A．天平    B．刻度尺    C．打點計時器    D．秒表    E．測力計
②驗證本系統機械能守恒的原理表達式為

mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²

（用已知量和能直接測量的量表示）．
③下列因素中可能增大實驗誤差的是

AD

（填字母序號）．
A．氣墊導軌未調水平
B．滑塊質量M和鉤碼質量m不滿足m=M
C．遮光條寬度太小
D．兩光電門間距過小
（2）在一次實驗技能比賽中，一同學設計了如下電路來測電源的電動勢和內阻．
該同學選好器材后，用導線將各器材連接成如圖乙所示實物連線電路（圖甲是其電路原理圖），其中R₀是保護電阻．

①該同學在閉合電鍵后，發(fā)現電壓表無示數，電流表有示數，在選用器材時，除了導線外，其它器材經檢測都是完好的，則出現故障的原因是

jd部分斷路

，（請用接線柱處的字母去表達）．
②該同學測量時記錄了6組數據，并根據這些數據畫出了U-I圖線如圖所示．

根據圖線求出電池的電動勢E=

1.48

V，內阻r=

0.50

Ω．
③若保護電阻R₀的阻值未知，該電源的電動勢E、內電阻r已經測出，在圖乙的電路中只需改動一條線就可測量出R₀的阻值．該條線是

jd

，需改接為

je

．改接好后，調節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表的示數為U、電流表示數為I，電源的電動勢用E表示．內電阻用r表示，則R₀=

E-U

I

-r

．

Answer 1

分析：（1）設遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs，系統動能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
所以我們可以通過比較mgs和

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²的大小來驗證機械能守恒定律．
（2）電源的U-I圖象與縱軸的交點的縱坐標值是電源電動勢，圖象斜率的絕對值是電源內阻．

解答：解：（1）①A、需要天平測量質量，故A正確
B、需要刻度尺測量距離，故B正確
C、有了光電門計時器，不需要打點計時器呢，也不需要秒表呢．故C、D錯誤
E、不需要測力計，故E錯誤
故選AB．
②滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．
遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs_AB，系統動能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
驗證本系統機械能守恒的原理表達式為mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③下列因素中可能增大實驗誤差的是
A．氣墊導軌未調水平，M的重力勢能也會改變，故A正確
B．滑塊質量M和鉤碼質量m不滿足m=M，對該實驗沒有影響，故B錯誤
C．遮光條寬度太小，有利于減小誤差，故C錯誤
D．兩光電門間距過小，有利于增大誤差，故D正確
故選AD．
（2）①該同學在閉合電鍵后，發(fā)現電壓表無示數，電流表有示數，在選用器材時，除了導線外，其它器材經檢測都是完好的，則出現故障的原因是jd部分斷路
②該同學測量時記錄了6組數據，并根據這些數據畫出了U-I圖線如圖所示．
由如圖圖象可知，電源電動勢E=1.48V，
電源內阻r=

△U

△I

=0.50Ω．
③若保護電阻R₀的阻值未知，該電源的電動勢E、內電阻r已經測出，在圖乙的電路中只需改動一條線就可測量出R₀的阻值．該條線是jd，需改接為je．改接好后，調節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表的示數為U、電流表示數為I，電源的電動勢用E表示．內電阻用r表示，
根據閉合電路歐姆定律得E-U=I（R₀+r）
則R₀=

E-U

I

-r．
故答案為：（1）①AB
②mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③AD
（2）①jd部分斷路
②1.48；0.50
③jd；je；

E-U

I

-r

點評：處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．要掌握應用圖象法處理實驗數據，會根據圖象求電源電動勢與內阻；會分析測電源電動勢與內阻實驗的故障問題．