Question

Ⅰ如圖1是利用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗裝置．
（1）在驗證機械能守恒定律的試驗中，沒有必要進行的操作是

 

A．用天平測重物的質量        B．用秒表測重物下落的時間
C．用打點計時器記錄重物下落的信息        D．用紙帶記錄測量重物下落的高度
（2）該實驗所用打點計時器的電源頻率為50Hz，A、B、C為紙帶中選取的三個計數點，如圖2，每兩個計數點之間還有4個點未畫出，則每兩個計數點之間的時間間隔T=

 

s，打點計時器在打下計數點B時，物體的下落速度為v_B=

 

m/s．（小數點后保留兩位有效數字）
（3）由于該實驗中存在阻力做功，所以實驗測得的重物的重力勢能的減少量

 

動能的增加量（選填“＜”，“＞”或“=”）
Ⅱ現有一只標值為“3.0V，xW”小燈泡，其額定功率的標值已模糊不清．某同學想通過測量燈絲伏安曲線的方法，來找出該燈泡正常工作時的功率．

（1）已知該燈泡燈絲電阻較小，請先在圖，3中補全用伏安法測量燈絲電阻的電路圖，再選擇合適量程的電流表與電壓表，將圖4中的實物連成完整的電路．
（2）開關S閉合之前，圖4中滑動變阻器的滑片應該置于

 

（選填“A”端、“B端”、或“AB正中間”）
（3）該同學通過實驗作出了燈絲的伏安曲線如圖5所示，根據小燈泡的額定電壓的標值為“3.0V”，從圖5中可以找出該燈正常工作時的電流I=

 

A，其額定功率為P=

 

W．（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
（2）根據勻變速直線運動中某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解；
（3）克服摩擦做的功等于內能的增加量；
Ⅱ、（1）小燈泡電阻較小，“大內小外”，故采用安培表外接法；
（2）保證電壓從0開始連續調節；
（3）從圖象得到電流值，根據P=UI計算電功率．

解答：解：Ⅰ、（1）因為我們是比較mgh、

1

2

mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平，故A沒有必要；
打點計時器是一種較為精密的測量儀器，故不需要用秒表，故B錯誤；
故選AB．
（2）相鄰兩個計數點之間還有4個點未畫出，故兩個計數點之間的時間間隔為0.02s×5=0.1s；
勻變速直線運動中某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故
vB=

AB+BC

2T

=

0.1870+0.2050

2×0.1

=1.96m/s
故答案為：0.1，1.96．
（3）由于要克服阻力做功，故重力勢能的減小量總是略大于動能的增加量，機械能近似守恒；
故答案為：＞．
Ⅱ、（1）電壓要從零開始連續調節，故滑動變阻器采用分壓式接法；
電燈泡電阻較小，“大內小外”，故采用安培表外接法；
連線要注意電表的正負極接線柱，線不要交叉；
故電路圖和實物連線圖如下圖所示；

（2）保證電壓從0開始連續調節，故剛開始時，電燈泡應該處于短路狀態，故滑動變阻器觸頭從最右端開始；
故答案為：B端．
（3）從圖象得到橫坐標為3V時，縱坐標為0.25A，故功率P=UI=3V×0.25A=0.75W
故答案為：0.25A．0.75W．

點評：本題關鍵：（1）明確驗證機械能守恒定律實驗的原理和誤差來源；（2）明確描繪小燈泡伏安特性曲線實驗的原理和系統誤差來源來源及減小方法．