Question

（1）一小組的同學用如圖甲所示裝置做“探究物體質量一定時，加速度與力的關系”實驗．
①下列說法正確的有

 

．
A．平衡摩擦力時，用細線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運動
B．每次改變砝碼及砝碼盤總質量之后，應重新平衡摩擦力
C．應讓砝碼及砝碼盤總質量遠大于小車及里面鉤碼的總質量
D．可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②乙圖為實驗中按規范操作打出的一條紙帶的一部分．從比較清晰的點跡起，在紙帶 上標出了連續的5個計數點A、B、C、D、E，相鄰兩計數點之間都有4個點跡沒有標出，用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖所示，己知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=

 

m/s²．（結果保留兩位有效數字）
③某同學平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質量，分別測量出小車的加速度a．以 砝碼的重力F為橫坐標，以小車的加速度a為縱坐標，得如圖丙所示的a-F圖象，則圖線不通過坐標原點的主要原因是

 

（2）為了測量由兩節干電池組成的電池組的電動勢和內阻，某小組的同學從實驗室里選取了以下器材：兩節干電池組成的電池組（電動勢約3V，內阻約1Ω）/電壓表（量程0?3V，內阻約1OkΩ），電阻箱（0?999.9Ω），保護電阻R₀（阻值5Ω），開關一只，導 線若干．
①在圖1所示的實驗原理實物圖中，該同學已完成了部分導線的連接，為使電壓表示數有較大的變化范圍，請用筆 畫線代替導線完成余下的導線連接．
②實驗中，同學們試著用多用電表代替電壓表測量電
壓．在完成機械調零之后，應將選擇幵關撥到表盤上的

 

區域（選填“Ω”、“V”、“V”或“A“）．
③同學們根據以上的實驗原理和方法進行了實驗，通過調節電阻箱的電阻值，得到了多組電阻箱阻值R和電壓表示數U，并以

1

U

為縱坐標，

1

R

為橫坐標，作出

1

U

-

1

R

的關系圖線2（該圖線為一條直線）如圖所示，由圖線可求得電池組的電動勢

 

V，內阻r=

 

Ω．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析：1、解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
根據紙帶數據，由△x=at²可求小車的加速度．
2、將電源、開關及電阻箱串接，電壓表并聯在電阻箱兩端；注意接線要接在接線柱上，導線不能交叉；
由電路的接法利用閉合是路歐姆定律可得出表達式，再利用數學規律可求得電動勢和內阻．

解答：解：（1）①A、平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故A錯誤．
B、每次改變小車的質量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯誤．
C、應讓砝碼及砝碼盤總質量遠小于小車及里面鉤碼的總質量，故C錯誤
D、砝碼及砝碼盤總質量遠小于小車及里面鉤碼的總質量時，可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，故D正確
故選：D．
②由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
設A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：
a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車運動的加速度計算表達式為：
a=

XCE-XAC

4T2

=

0.2290-0.0902-0.0902

4×(0.1)2

m/s²=1.2m/s²
③當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，這是平衡摩擦力時木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過度引起的．
（2）①連接實驗電路如圖所示，
②在完成機械調零之后，應將選擇幵關撥到表盤上的V區域測量電壓．
③由原理圖可知，本實驗采用的是伏阻法，由閉合電路歐姆定律可得：
U=

E

R+r+R0

R；
變形得：

1

U

=

1

E

+

r+R0

E

?

1

R

，
由數學知識可知，圖象中的斜率k=

r+R0

E

；截距b=

1

E

；
由圖可知，b=0.34，故E=2.94V；
斜率k=

0.34

0.17

=2   
所以有：r=kE-R₀=0.882Ω
故答案為：（1）①D；②1.2；③平衡摩擦過度（2）①如圖所示．
②“V”．
③2.94，0.882．

點評：1、教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
2、本題求電動勢和內阻的關鍵在于正確的由閉合電路歐姆定律得出函數關系，從而結合圖象求出．