Question

（1）“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖1所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
①除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、

 

（填測(cè)量工具）和

 

電源（填“交流”或“直流”）．
②若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車的速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)             B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處         D．小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
③在正確操作情況下，需要墊起木板的一端平衡摩擦，平衡摩擦?xí)r，小車是否要拖著紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行？

 

（填“是”或“否”），平衡摩擦的目的是

 

．實(shí)驗(yàn)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，如圖2所示．為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的

 

部分進(jìn)行測(cè)量（根據(jù)下面所示的紙帶回答，并用字母表示）．

（2）某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一個(gè)傳感器，需要選用某種電學(xué)元件．實(shí)驗(yàn)中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：
A．待測(cè)元件（額定電壓2V、額定電流200mA）
B．電流表A₁（量程0～0.3A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
D．電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～5Ω，允許最大電流1A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA）
G．直流電源E（輸出電壓3V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
I．多用電表
①為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用

 

；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

 

（以上均填器材代號(hào)）．
②請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

③檢查實(shí)驗(yàn)電路連接正確，然后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在不斷開電路的情況下，檢查電路故障，應(yīng)該使用多用電表

 

擋；檢查過(guò)程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時(shí)，多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路故障是

 

．

Answer 1

分析：（1）①測(cè)量紙帶上各點(diǎn)之間的距離需要使用刻度尺；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)該選用交流電源；
②橡皮條做功完畢，速度最大，動(dòng)能最大；
③要測(cè)量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡恒定的部分．
（2）①根據(jù)待測(cè)元件的額定電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
②要描繪待測(cè)元件的伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)元件電阻阻值與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
③在不斷開電源的情況下，一般應(yīng)用直流電壓表檢查電路故障；當(dāng)電壓表并聯(lián)在某段電路兩端時(shí)，如果電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明該部分電路短路或該部分電路完好而在該部分電路之外存在斷路；如果電壓表示數(shù)較大，接近電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明該部分電路斷路．

解答：解：（1）①探究橡皮筋做功與小車的動(dòng)能變化的關(guān)系，則小車的速度根據(jù)紙帶上所打的點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量位移，求平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度．因此必須要有毫米刻度尺；要使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能工作，必須接交流電源．
故答案為：（毫米）刻度尺，交流．
②若木板是水平放置的，則小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要受到滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)小車速度達(dá)最大時(shí)，則小車的合力為零．所以除摩擦力外，還有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)．
故選：B．
③因紙帶在運(yùn)行中會(huì)受到摩擦力的作用，故在平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)帶紙帶進(jìn)行操作；平衡摩擦力的目的是在實(shí)驗(yàn)中只有橡皮筋的彈力力做功；
在加速過(guò)程中，橡皮條在做正功，故需要測(cè)量最大速度，即勻速運(yùn)動(dòng)的速度，因而需要選用間隔均勻的點(diǎn)，即4-7點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，故最大速度為：最后勻速階段的速度．
（2）①待測(cè)元件額定電流是200mA=0.2A，則電流表應(yīng)選電流表A₁（量程0～0.3A，內(nèi)阻約為1Ω）；電源電動(dòng)勢(shì)是3V，不論使用哪個(gè)滑動(dòng)變阻器都能保證電路安全，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器R₁．
故答案為：A₁ R₁
②為了準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)因待測(cè)元件內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻接近，故應(yīng)采用電流表外接法；故答案如圖所示
③實(shí)驗(yàn)電路連接正確，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路存在斷路．在不斷開電路的情況下，應(yīng)該使用多用電表直流電壓擋檢查電路故障；檢查過(guò)程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時(shí)，多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路故障是電流表斷路．
故答案為：（1）是，實(shí)驗(yàn)時(shí)只有橡皮筋對(duì)小車做功（或橡皮筋對(duì)小車做的功就是總功），GI或GK
（2）①A₁；R₁；②實(shí)物電路圖如圖所示；③直流電壓；電流表斷路．

點(diǎn)評(píng)：本題將力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)放在了一起，要明確各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头椒ǖ龋�電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要考查了選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)并連接實(shí)物電路圖、電路故障分析；既可以用電壓表檢查電路故障，也可以用歐姆表檢查電路故障，用歐姆表檢查電路故障時(shí)，電路應(yīng)斷開與電源的連接．