Question

（1）某實驗小組用圖甲所示實驗裝置驗證機械能守恒定律．打點計時器的打點頻率為 50H_Z，選取一條較理想的紙帶，如圖乙所示，O為起始點，O、A之間有幾個計數點未畫出．（g取9.8m/s²）

①打點計時器打下計數點B時，物體的速度v_B=______m/s．
②如果以為縱軸，以下落高度h為橫軸，根據多組數據繪出-h的圖象，這個圖象的圖線應該是圖丙中的______（填a、b、c、d），且圖象上任意兩點的縱坐標之差與橫坐標之差的比值等于______．
（2）在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E（約3V）和內電阻r”的實驗時，部分器材參數如下：電壓表（量程3V），電流表（量程0.6A），定值電阻R（阻值為3Ω），滑動變阻器R（阻值約30Ω）．
①小玲同學設計的實驗電路如圖甲所示．請你按電路圖在圖乙上完成實物連接．

②電路連接正確的情況下，當她閉合開關時發現電壓表有示數，電流表沒有示數．反復檢查后發現電路連接完好，估計是某一元件斷路，因此她拿來多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．斷開電源開關S；
b．將多用表選擇開關置于×1Ω檔，調零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數為30Ω；
c．將多用表選擇開關置于×100Ω檔，調零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發現指針讀數如圖丙所示，則所測阻值為______Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發現指針位置幾乎不變．由以上操作可判斷發生斷路故障的元件是______（填元件名稱）．

③在更換規格相同的元件后，她改變滑動變阻器的阻值，測出了6組對應的數據并在圖象上描點如圖所示，請繼續完成圖象；根據圖象可得該電池的電動勢E=______V，電池內阻r=______Ω（小數點后保留兩位數字）．她設計的實驗電路中定值電阻R的作用是______（說出理由之一即可）．

Answer 1

【答案】分析：紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．
知道實驗中利用-h圖線處理數據．
熟悉多用電表的使用．
能夠根據U-I圖象找出電源的電動勢和內阻．
解答：解：（1）①利用勻變速直線運動的推論得：
v_B==0.98m/s．
②，如果mgh=mv²，那么=gh．
如果以為縱軸，以下落高度h為橫軸，根據多組數據繪出-h的圖象，這個圖象的圖線應該是圖丙中的b．
圖象上任意兩點的縱坐標之差與橫坐標之差的比值等于g=9.8m/s²
（2）①

②將多用表選擇開關置于×100Ω檔，調零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發現指針讀數如圖丙所示，則所測阻值為3.0×10³Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發現指針位置幾乎不變，說明多用電表仍然測量的是電壓表的內阻，也就說明了電流表處發生了斷路，由以上操作可判斷發生斷路故障的元件是電流表．
③

根據U-I圖象得：當電流I=0時，U=3.00V，所以電池的電動勢E=3.0V，
通過U-I圖象求出該直線的斜率為3.60，也就是r+R=3.60Ω，
所以電池內阻r=0.60Ω．
她設計的實驗電路中定值電阻R的作用是保護電阻；增大電源等效內阻，使調節時兩電表示數變化明顯．
故答案為：（1）①0.98
②b   9.8m/s²
（2）①實物連接如右圖所示，
②3.0×10³，電流表
③U-I圖線如圖所示，3.0，0.60Ω．
保護電阻；增大電源等效內阻，使調節時兩電表示數變化明顯．
點評：計算過程中要注意有效數字的保留．
實物連接時要注意電源的正負極和滑動變阻器的連接．