Question

（2011?重慶模擬）（1）某同學(xué)利用驗證機械能守恒定律的實驗裝置來側(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．該同學(xué)在通過實驗得到的紙帶上選取6個點，如題22圖1所示，每兩個相鄰點的時間間隔均為T，其中點A、B、C相鄰，點D、E、F相鄰，在點A之前、點C和點D之間還有若干不清晰的點．若測得點A、C之間的距離為S₁，點D、F之間的距離為S₂，點B、E之間的距離為S₃，則：①打點E時物體速度的表達(dá)式是v_E=

S2

2T

；
②重力加速度的表達(dá)式是g=

S22-S12

8T2S3

．
（ 2 ）研究小燈泡的伏安特性曲線，進(jìn)行了以下操作：
①用多用電表的歐姆檔測某一額定電壓為3V的小燈泡的電阻，選擇開關(guān)置于“×l”倍率檔位時，讀數(shù)情況如圖2所示，則小燈泡的電阻R_L=

4.0

Ω；接著再用該電表測量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值，則選擇開關(guān)應(yīng)該置于

×100

倍率檔位；換檔后，在測電阻之前，應(yīng)該先

歐姆調(diào)零

．
②在描繪該小燈泡的伏安特性曲線時，將 ①中的小燈泡接入如圖3所示的電路進(jìn)行實驗，得到如下表的數(shù)據(jù)，請在所給的坐標(biāo)系中描繪出小燈泡的伏安特性曲線．

③若將該小燈泡直接接到電動勢E=3V，內(nèi)阻r=10Ω的電源兩端，則該燈泡實際消耗的功率P=

0.22

 W．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）紙帶法實驗中，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，從而求出動能．根據(jù)機械能守恒定律求出重力加速度的表達(dá)式；
（2）換檔后要電路變化了要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．再測量讀數(shù)，讀數(shù)要乘以倍率．用描點法作出圖象．

解答：解：（1）①根據(jù)瞬時速度等于平均速度得：v_E=

S2

2T

，v_B=

S1

2T

②物體做自由落體運動，機械能守恒，則有：
mgS₃=

1

2

mvE2-

1

2

mvB2
解得：g=

S22-S12

8T2S3

（2）①圖示讀數(shù)為：4.0×1=4.0Ω，測量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值時，選擇開關(guān)應(yīng)該置于×100檔，換檔后要電路變化了要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．
②將表中數(shù)據(jù)描點后用平滑的曲線連接即可，圖象如圖所示：
③畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點對應(yīng)的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流，根據(jù)P=UI即可求得實際功率；
根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=3-10I，畫出U-I圖象如圖所示，
交點對應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.3V，電流I=O.17A，
所以實際功率為：P=UI=1.3×0.17W=0.22W
故答案為：（1）①

S2

2T

；②

S22-S12

8T2S3

；（2）①4.0Ω，×100，歐姆調(diào)零；②如題所示；③0.22

點評：（1）紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，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和加速度．
（2）學(xué)會多用電表的使用，能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)用描點法作圖．