Question

本題共18分，其中（1）問(wèn)8分，（2）問(wèn)10分
（1）某同學(xué)利用如圖圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其實(shí)驗(yàn)的部分原理是利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)．那么：
①實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是

 

．
A．弧形斜槽必須盡可能的光滑
B．弧形斜槽末端的切線必須水平
C．必須測(cè)量出小球的質(zhì)量m，
D．小球每次必須從同一高度處滾下

②實(shí)驗(yàn)中測(cè)得弧形斜槽末端離地面的高度為H，將鋼球從斜槽的不同高度h處?kù)o止釋放，鋼球的落點(diǎn)距弧形斜槽末端的水平距離為s．則當(dāng)s²與H、h的理論關(guān)系滿足s²=

 

時(shí)，小球的機(jī)械能守恒．
③實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿足理論計(jì)算得到的s²-h關(guān)系，該同學(xué)認(rèn)為出現(xiàn)這一結(jié)果的原因除了摩擦和空氣阻力等外，還有一個(gè)原因可能是小球的大小，因此又用游標(biāo)卡尺測(cè)了小球的直徑，其結(jié)果如圖圖乙所示．關(guān)于該同學(xué)認(rèn)為“小球的大小”對(duì)結(jié)果有影響的分析，你認(rèn)為正確嗎？

 

．（不需說(shuō)明理由），小球的直徑為

 

mm．
（2）（10分）某同學(xué)為了測(cè)量一個(gè)在不同電壓下工作時(shí)的電熱器R_x的阻值，已知電熱器的額定電壓為12V．在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

U/V	0	1.0	2.2	3.0	5.0	8.0	10.0	12.0
I/A	0	0.08	0.15	0.20	0.30	0.40	0.45	0.50

請(qǐng)根據(jù)上述信息完成下列問(wèn)題：
①（2分）除電熱器外，實(shí)驗(yàn)室里還給該同學(xué)提供了如下器材供選擇：
A．電流表（0～3A，0.1Ω）
B．電流表（0～0.6A，10Ω）
C．電壓表（0～3V，1kΩ）         D．電壓表（0～1 5V，30kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器（0～10Ω，0.3A）    F．滑動(dòng)變阻器（0～l0Ω，2A）
G．輸出電壓為l6V的學(xué)生電源，H．導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)．那么該同學(xué)選擇使用的器材是：

 

．（填序號(hào)）
②（4分）在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
③（4分）在圖圖丙中的坐標(biāo)紙上作出U-I圖象．并根據(jù)圖象說(shuō)明電熱器的電阻大小隨電壓變化的關(guān)系

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)兩點(diǎn)選擇條件：1、本實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，應(yīng)盡可能減小阻力．2、要利用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)測(cè)量速度．
根據(jù)原理分析s²與H、h的理論關(guān)系．
（2）根據(jù)電流、電壓的范圍選擇電表的量程．電路分為測(cè)量電路和調(diào)節(jié)電路兩部分：測(cè)量電路要減小誤差，力求精確．調(diào)節(jié)電路使用變阻器，由題給數(shù)據(jù)應(yīng)采用分壓式．

解答：解：（1）①本實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證小球從弧形斜槽滾下過(guò)程機(jī)械守恒，必須滿足守恒條件：只有重力做功，因此要減小阻力．故弧形斜槽必須盡可能的光滑．
         要利用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量速度，弧形斜槽末端的切線必須水平．
         ②由mgh=

1

2

mv2，v=

s

2H g

，代入得到S²=4Hh 
         ③平拋運(yùn)動(dòng)物體只受重力，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)可盡可能減小阻力，小球的大小影響空氣阻力大�。�故該同學(xué)的分析是正確的．
          游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑D=20.15mm
     （2）①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：電壓最大值12.0V，電流最大值0.50A，故選擇器材是BDFGH．
          ②電壓、電流從0開(kāi)始測(cè)量，滑動(dòng)變阻器接成分壓式．
            由題給數(shù)據(jù)，電熱器的電阻大約10Ω左右，采用電流表外接法．電路圖如下．
          ③圖線的斜率等于電阻，斜率增大，可見(jiàn)，電熱器的電阻大小隨電壓的增大而增大．
故答案是：（1）①AB；   ②4Hh    ③正確；20.15mm．
          （2）①BDFGH   ②如圖（甲）．③如圖（乙），電熱器的電阻大小隨電壓的增大而增大．

點(diǎn)評(píng)：本題中，電熱器是非線性元件，電阻R=

U

I

≠

△U

△I

．往往根據(jù)電壓、電流的測(cè)量范圍確定電表的量程．