Question

（1）①將打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖所示是打出的紙帶的一段．當電源頻率為50Hz時，每隔0.1s取一個計數點，它們是圖中a、b、c、d、e、f等點，這段時間內加速度的平均值是______（取兩位有效數字）．若電源頻率高于50Hz，但計算仍按50Hz計算，其加速度數值將______ （填“偏大”、‘‘偏小’’或“相同”）．
②為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，除需要測出小車的質量m外，還需要測量的物理量是______，用測得的量及加速度a表示的阻力的計算式為f=______．

（2）如圖甲所示的電路中，1至11為連接點的標號．在開關閉合后，發現小燈泡不亮，電壓表和電流表均無示數．現用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、變阻器、小燈泡、6根導線以及電路中的各連接點．巳知電壓表和電流表均無故障．
①為了檢測變阻器、小燈泡以及6根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的______檔；在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的______檔．
②在開關閉合情況下，多用電表選擇旋鈕置于“直流電壓5V”擋，測得5、6兩點間電表指示如圖，則5、6兩點間的電壓是______V．
③為了盡可能準確的完成探究小燈泡I-U特性的實驗，圖甲電路接線圖中還存在錯漏，請你在圖甲中補畫出正確的連接線．
④圖乙是某實驗小組的同學根椐實驗數據繪制而成的小燈泡的U-I特性圖線．隨后他們將該小燈泡直接串接在電動勢E=4.5V，內阻r=1.5Ω的直流電源上，則該小燈泡通電發光時的電功率約為______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用逐差法求出加速度，然后在求其平均值，明確頻率和周期的關系，即可判斷加速度值的變化．對小車受力分析，根據牛頓第二定律寫出表達式，可明確需要測量的物理量以及阻力的計算公式．
（2）①為了檢測變阻器、小燈泡以及6根導線，在連接點1、2已接好的情況下，運用多用電表的電壓檔去測某兩點間的電壓，找出故障所在．若在連接點1、2同時斷開的情況下，多用電表中的電源需起作用，應選用歐姆檔．
②繪制而成的小燈泡的U-I特性圖線，滑動變阻器需采用分壓式接法，電流表采取外接法．
③作出電動勢E=4.5V，內阻r=1.5Ω的直流電源的U-I圖線，與小燈怕的伏安特性曲線的交點所對應的電壓和電流為此時的實際電壓和實際電流，根據P=UI小燈泡通電發光時的電功率．
解答：解：（1）①根據題意知給出了四段位移，因此可以去掉第一段，有：x₂=1.60-0.41=1.19cm，x₃=3.59-1.60=1.99cm，
x₄=6.40-3.59=2.81cm，x₅=10.02-6.40=3.62cm．
根據逐差法有：
x₅-x₃=2a₁T²
x₄-x₂=2a₂T²
a=
帶入數據解得：a=0.80m/s² （0.80～0.82范圍均正確），
當頻率高于50Hz，根據T=可知實際的周期偏小，但是計算時按大的周期計算，因此計算結果將偏小．
②對小車進行受力分析，小車受重力、支持力、阻力．
將重力沿斜面和垂直斜面分解，設斜面傾角為θ，根據牛頓第二定律得：
F_合=mgsinθ-f=ma
f=mgsinθ-ma，
所以我們要求出小車質量m和sinθ，
那么實際測量時，我們應該測出斜面上任意兩點間距離L及這兩點的高度差h來求sinθ，即sinθ=
所以得：f=mg-ma   
（2）①在電路全部連接好，需要找故障時，用多用電表的電壓檔，在電路與電源斷開時，需要找故障時，用多用電表的歐姆檔．
②測量電壓的圖示讀數：因最小分度為0.1V，則要估讀到下一位為：3.90V
③因為電壓電流需要從零開始測起，所以滑動變阻器需要采用分壓式接法，燈泡的電阻較小，電流表需要采用外接法．連接如右圖．

④作出電源的U-I圖線，如上圖，交點所對應的電壓和電流分別為3.4V、0.8A，所以實際功率：P=UI=3.4×0.8=2.72W．
故答案為：（1）①0.80m/s² （0.80～0.82范圍均正確）；偏小；
②斜面的高h與斜面的長L；  mg-ma；
（2）①電壓；歐姆；②3.90；③如圖所示；④2.72
點評：（1）能夠運用逐差法求解加速度，能夠把紙帶的問題結合動力學知識運用解決問題．
（2）解決本題的關鍵掌握實物圖連接的方法和注意事項，知道電源的外電壓和電流關系圖線的截距和斜率表示的物理意義．