Question

（2008?湖北模擬）實(shí)驗(yàn)題
（1）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處．使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x=10.00cm，A、B間距離y₁=4.78cm，B、C間距離y₂=14.58cm．（g取9.80m/s²）
①根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量得小球初速度為v₀=

x

g y2-y1

（用題中所給字母表示）．
②小球初速度的測(cè)量值為

1.0

m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．提供的器材有，電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、滑動(dòng)變阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．
①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

R₁

 （填“R₁”或“R₂”）．在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U-I圖線，由圖可求出該電源電動(dòng)勢(shì)E=

1.45

V；內(nèi)阻r=

1.75

Ω．（保留三位有效數(shù)字）
②在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路．
③電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值

=

真實(shí)值，內(nèi)電阻測(cè)量值

＞

真實(shí)值．（ 填＜，＞，=）

Answer 1

分析：（1）小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔；再由水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)關(guān)系求得水平初速度的表達(dá)式及數(shù)值；
（2）①分析實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可得出滑動(dòng)變阻器使用；由圖象的斜率及截距可求得內(nèi)阻及電源的電動(dòng)勢(shì)；
②根據(jù)原理圖依次將各元件相連，注意電表的正負(fù)極及量程；
③根據(jù)電表內(nèi)阻的影響分析誤差原因，同時(shí)確定真實(shí)值與測(cè)量值之間的關(guān)系．

解答：解：（1）①對(duì)豎直方向由△h=gt²可得：
t=

y2-y1 g

；
對(duì)于水平方向有：x=v₀t
解得：v₀=x

g y2-y1

 
（2）代入數(shù)據(jù)解得：
v₀=0.1

10 0.1458-0.0478

=1m/s；
（2）①因電壓表為3V量程，電流表為0.6A，則如果采用R₂的滑動(dòng)變阻器則因阻值太大，不易調(diào)節(jié)，故應(yīng)選用R₁；
由閉合電路歐姆定律可知，U=E-Ir，故可知圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，故E=1.46V；（1.45-1.47均可）
而圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻，則有：r=

1.46-0.8

0.37

=1.78Ω；（1.70-1.83Ω）
 ②依次將電池、開關(guān)、電流表及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，再將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，注意紅進(jìn)黑入，連線如圖所示；
③本接法中的誤差來自于電流表的分壓導(dǎo)致電壓表示數(shù)不準(zhǔn)確；若當(dāng)外電路短路時(shí)，則電流表的分壓影響較小，故此時(shí)認(rèn)為電壓表示數(shù)準(zhǔn)確；而外電路斷路時(shí)可以認(rèn)為路端電壓即為電源的電動(dòng)勢(shì)，故測(cè)量值等于真實(shí)值；而在測(cè)量中由于電流表的分壓，使電壓表測(cè)量值小于真實(shí)值，而電流值是準(zhǔn)確的，故測(cè)量圖象應(yīng)在真實(shí)圖象的下方，故圖象的斜率增大，故內(nèi)電阻真實(shí)值大于測(cè)量值；
故答案為：（1）①x

g y2-y1

②1.0；（2）①R₁，1.45；1.75；②如下圖；③=＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)方法及本實(shí)驗(yàn)中的誤差處理方法．