Question

（1）某同學用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．圖乙為實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上用0、1、2、3、4、5、6…標出計數點．

①實驗時，松開紙帶與閉合電源開關的合理順序是

 

．
②規定打點1時重力勢能為0，要計算出打點4時重物的機械能，在紙帶上必須測出

 

．
③該同學根據測出的數據準確地計算出各計數點時重物的機械能，發現打后一個點時機械能都比打前一個點時機械能小，其原因可能是

 

 （只要求說出一種原因）．
④若在數據處理時所用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，不考慮其它因素產生的誤差，將使打后一個點時機械能都比打前一個點時機械能

 

．
（2）如圖丙所示，用伏安法測電源電動勢和內阻的實驗中，在電路中接一阻值為2Ω的電阻R₀，通過改變滑動變阻器，得到幾組電表的實驗數據：

U（V）	1.2	1.0	0.8	0.6
I（A）	0.10	0.17	0.23	0.30

①R₀的作用是

 

；
②用作圖法在坐標系上作出U-I圖（丁）線；
③利用圖線，測得電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：1、根據實驗原理可知，需要知道打1、4時的速度大小和從1到4過程中重力勢能的減小量，根據勻變速直線運動的推理，可知需要測量的物理量；該實驗產生的誤差主要是不可避免的存在摩擦阻力作用；若采用的重力加速度比實際的大，不考慮其它影響，后一個點時機械能都比打前一個點時機械能偏大．
2、為了防止電源發生短路，我們常用一定值電阻充當保護電阻；
由描點法將表中各點的坐標描出，再由直線將各點相連即可；
由圖象與縱坐標的交點可求得電源的電動勢；由圖象的斜率可求得內阻與保護電阻之和；因保護電阻已知，則可求出內阻．

解答：解：（1））①實驗時，松開紙帶與閉合電源開關的合理順序是先閉合電源后開關松開紙帶．
②根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度可知，知道3、5兩點之間的距離可以計算出4點的速度，從而求出4點動能，
知道1、4兩點之間的距離可以計算出重力勢能的變化量．
③由于重物下落的過程中不可避免的要克服阻力做功，因此機械能越來越小．即原因是實驗中存在阻力
④若采用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，相當于物體下落時，受到豎直向下的拉力，根據功能關系可知，除了重力之外的外力做了正功，機械能增大．
即打后一個點時機械能都比打前一個點時機械能大．
（2）①R₀接在電源附近，是為了防止當外部短路時，電源出現短路現象，故此電阻在此起保護作用，保護電源、電表防止短路；
②將（I、U）坐標描在圖象中，用直線將各點相連，如圖所示；

③由圖可知，由圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢
電源的電動勢約為1.5V；
圖象的斜率為內阻與保護電阻之和，
R₀+r=

△U

△I

=

1.5-0.6

0.3

r=3.0-2.0=1.0Ω；
故答案為：（1）①先閉合電源后開關松開紙帶
②1、4兩點之間的距離和3、5兩點之間的距離
③實驗中存在阻力
④大
（2）①保護電源、電表，防止短路
②如圖，
③1.5，1.0．

點評：1、對于基礎實驗要明確實驗原理、基本儀器的使用，熟練根據基本物理知識解決實驗問題．
2、本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，注意保護電阻在電路中的作用；同時要注意保護電阻可等效為電源的內阻進行分析．