Question

Ⅰ．用如圖所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律．
①為消除摩擦力的影響，實驗前平衡摩擦力的具體操作為：取下______，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做______運動．
②某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出a-圖線，從a-圖線求得合外力大小為______N（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
Ⅱ．某物理興趣小組的同學想用如圖甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性．
（1）請按電路原理圖將圖乙中所缺的導線補接完整．為了保證實驗的安全，滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應置于______端（選填“a”或“b”）

（2）正確連接電路后，在保溫容器中注入適量冷水．接通電源，調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù)，計算出該溫度下的電阻值，將它與此時的水溫一起記入表中．改變水的溫度，測量出不同溫度下的電阻值．該組同學的測量數(shù)據(jù)如下表所示，請你在圖丙的坐標紙中畫出該熱敏電阻的R-t關系圖．對比實驗結(jié)果與理論曲線（圖中已畫出）可以看出二者有一定的差異．除了讀數(shù)等偶然誤差外，還可能是什么原因造成？______．

溫度/℃	30	40	50	60	70	80	90	100
阻值/kΩ	7.8	5.3	3.4	2.2	1.5	1.1	0.9	0.7

（3）已知電阻的散熱功率可表示為P_散=k（t-t），其中k是比例系數(shù)，t是電阻的溫度，t是周圍環(huán)境溫度．現(xiàn)將本實驗所用的熱敏電阻接到一個恒流電源中，使流過它的電流恒為40mA，t=20℃，k=0.16W/℃．由理論曲線可知：
①該電阻的溫度大約穩(wěn)定在______℃；    ②此時電阻的發(fā)熱功率為______W．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ．明確實驗原理，了解具體操作步驟的含義，尤其是實驗中如何進行平衡摩擦力的操作；由F=ma可知，在a-圖象中，圖象的斜率表示物體所受合外力的大小．
Ⅱ．（1）滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應置于阻值最大處，以保護電路；
（2）根據(jù)描點法作出圖象，從電壓表的分流作用分析即可；
（3）作出P_散=k（t-t）的圖象，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，帶入公式即可求得此時的發(fā)熱功率．
解答：解：Ⅰ．①將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛砂桶的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力，這樣便平衡了摩擦力．
②用描點法畫出圖象如下所示：
由F=ma可知，在a-圖象中，圖象的斜率表示物體所受合外力的大小，
由圖象可知其斜率為k=0.3（0.28～0.32），故所受合外力大小為0.3N（0.28～0.32）．
Ⅱ．（1）滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應置于阻值最大處，以保護電路，故置于a端；
（2）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示，兩者差異的原因是：電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大；或者隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更明顯，相對誤差更大；
（3）作出P_散=0.16（t-20）的圖象，如圖所示，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，所以該電阻的溫度大約穩(wěn)定在50℃； 
此時電阻的發(fā)熱功率為P_散=0.16×（50-20）W=4.8W
故答案為：Ⅰ．①砂桶；勻速直線；②描點、連線如圖所示； 0.30；
Ⅱ．（1）如圖所示；a；（2）如圖所示；電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大或隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更明顯，相對誤差更大；（3）①50；②4.8．
點評：在解決實驗問題時，一定先要通過分析題意找出實驗的原理，通過原理即可分析實驗中的方法及誤差分析，同時也加深了對具體實驗操作步驟的理解．