Question

（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图所示．设重锤质量为m，交变电源周期为T，则打第4点时重锤的动能可以表示为

 

．

为了求起点0到第4点重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是

 

（填选项的序号即可）
A．取当地的实际g值                  B．根据打出的纸带，用△S=gT2求出
C．近似取10m/s2即可                 D．以上说法均不对
（2）现有一种特殊的电池，电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，允许输出的最大电流为50mA，用如图（a）的电路测量它的电动势和内阻，图中电压表的内阻非常大，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω．

①R0是定值电阻，规格为150Ω，1.0W．
起

 

的作用．
②该同学接入符合要求的R0后，闭合开关，调整电阻箱的阻值，

 

．改变电阻箱阻值，得多组数据，作出如图 （b）的图线．则电池的电动势E=

 

，内阻r=

 

．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）第4个点的瞬时速度等于3和5两个点之间的平均速度，再根据Ek=

1

2

mv2求出打第4点时重锤的动能．
验证机械能守恒定律，要求当地重力势能的变化量，g应该是当地的重力加速度．
（2）因为通过电源的电流不能太大，否则会烧坏电源，所以往往在电路中串联一个定值电阻，防止短路．
本实验采取伏阻法测量电源的电动势和内阻，根据实验的原理E=U+

U

R0+R

r，知

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R+R0

，通过图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻．

解答：解：（1）第4个点的瞬时速度v=

h5-h3

2T

，则动能为Ek=

1

2

mv2=

1

2

m(

h5-h3

2T

)2．
为了求起点0到第4点重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是当地的重力加速度．故A正确．
（2）①为了防止电流过大烧坏电源，故接入R₀电阻起保护电源作用．
②闭合开关，调整电阻箱的阻值，读出电压表的示数，再改变电阻箱的电阻，得出多组数据．根据

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R+R0

，知图线的纵轴截距表示电动势的倒数，图线的斜率等于

r

E

．
有：

1

E

=0.1，解得E=10V．

r

E

=

0.65-0.1

12×10-2

，解得r=46Ω．
故答案为：（1）

1

2

m(

h5-h3

2T

)2；A
（2）①防止短路，电流过大，烧坏电源
②读取电压表的示数，10V，46±2Ω．

点评：解决本题的关键：1、知道验证机械能守恒定律的实验原理以及操作方法．2、知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理，会根据图象测量电源的电动势和内阻．