Question

（2010?浙江模拟）Ⅰ．（1）图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图．根据某次实验记录的数据，作出a-F图线如图2所示，图线不经过原点的原因是

平衡摩擦力时木板倾角太大

；平衡摩擦时，主要是平衡了

小车与木板

之间及

纸带与打点计时器

之间的摩擦．

（2）几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后，重新设计了一个实验如图3所示，滑块M放在气垫导轨上，并在滑块上固定一个速度传感器，力传感器固定在另一水平台子上，分别与两台电脑相连，气垫导轨连上气泵并调成水平．多次改变钩码m的质量，由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值．则下列说法中正确的是

A

A．由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦很小，可以得出a∝F的结论，图线是倾斜的直线
B．力传感器测得的力F=

mg

2

，在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量M
C．除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外，动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D．实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g
Ⅱ．测量小灯泡伏安特性曲线的实验
（1）实验时使用的电压表是新到的，发现电压表的两个接线柱间被一根细裸铜线缠绕，其原因是

线圈在磁场中切割磁感线，产生阻碍线圈转动的安培力，从而减小指针的摆动幅度，保护电表．

．
（2）下面表格是在实验时所记录的数据．试在图4的坐标图中画出小灯泡I-U图线，并在虚线框内画出实验电路图．

I/A	0	0.15	0.22	0.26	0.30	0.33	0.36	0.38	0.40
U/V	0	0.25	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00

（3）将该小灯泡与R=5.0Ω的标准电阻串联在内阻不计、电动势E=3.0V的电源上时，小灯泡的电功率P=

0.43

W．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
（2）由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值，可以不计动滑轮的质量，也不需要砝码的质量要远小于小车的质量．
Ⅱ（1）电压表的两个接线柱间被一根细裸铜线缠绕作用是保护电表．

解答：解：Ⅰ（1）从上图中发现直线没过原点，当F=0时，a≠0，也就是说当绳子上拉力为0时，小车的加速度不为0，说明小车的重力沿斜面分力大于摩擦力，所以原因是实验前平衡摩擦力时木板倾角太大．
平衡摩擦力主要是平衡了木板和小车之间及纸带和打点计时器间的摩擦．
（2）由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值，可以不计动滑轮的质量，也不需要砝码的质量要远小于小车的质量．实验中测出加速度a的值可能大于重力加速度g，故A正确；
故选：A．
Ⅱ、（1）线圈在磁场中切割磁感线，产生阻碍线圈转动的安培力，从而减小指针的摆动幅度，保护电表．
（2）采用描点法汇出图象，如图：

为了电压从零开始，滑动变阻器采用分压接法，小灯泡为小电阻，所以电流表外接，电路图如图：

（3）将电阻R与电源整体当作新电源，求解出该电源的路端电压与电流关系表达式，在原图上作出U-I图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，求出电灯的电功率．

由图读出小灯泡电压约为1.3v，电流约为0.33A，则灯泡的功率P=UI≈0.43w
故答案为：（1）平衡摩擦力时木板倾角太大；  小车与木板、纸带与打点计时器
（2）A
Ⅱ（1）线圈在磁场中切割磁感线，产生阻碍线圈转动的安培力，从而减小指针的摆动幅度，保护电表．
（2）如图所示
（3）约为0.43 w．

点评：此题电灯是非线性元件，电阻R≠

△U

△I

，本题的技巧是应用数学方法，通过作图求解电灯的电流．