(8分)某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机,.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,学校实验室提供的器材有:
①直流电源E,电压6 V,内阻不计;
②小直电流电动机M;
③电压表,量程0~0.6 V,内阻约3 kΩ;
④电压表,量程0~6 V,内阻约15 kΩ;
⑤电流表,量程0~0.6 A,内阻约1 kΩ;
⑥电流表,量程0~3 A,内阻约0.5 Ω;
⑦滑动变阻器R,0~10 Ω,2 A;
⑧开关一只S,导线若干.
(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时,控制电动机不转
动,调节滑动变阻器.若电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.5 A,则内阻
r=________ Ω,这个结果比真实值偏________(填 “大”或“小”).
(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.(标明所选器材的符号)
(3)当电压表的示数为4.5 V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是 W
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某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,
用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象。
(1)图象不过坐标原点的原因是____________________________;
(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填 “是”或“否”);
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。
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(9分)电磁打点计时器使用 电源,通常的工作电压为 .利用打点计时器《探究小车的速度随时间变化的规律》,如图给出了某次实验中的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,每相邻两个计数点的间还有四点(未画出),电源频率50Hz.从纸带上测得:X1=1.50cm,X 2=2..00cm,X3=2.50cm,X4=3.00cm,X5=3.50cm,X6=4.00cm。(结果保留两位有效数字)
(1)通过纸带分析可知,小车的速度在 (填“增大”或“减小”)(2)每相邻两个计数点的时间间隔是 s(3) 计数点0到计数点6的平均速度是 m/s(4)计数点4的速度为 m/s(5)小车运动的加速度是 m/s2
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(6分)在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。经过测量得:d1=3.62cm,d2=8.00cm,d3=13.2cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm。
(1)计算vF=_____________;
(2)物体的加速度=____________
;
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_____________(选填:偏大、偏小或不变)。
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(9分)某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10V、额定功率在12W~15W之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。实验室有下列器材可供选用:
直流电源:E1(电动势为3 V,内阻很小)
E2(电动势为15 V,内阻很小)
直流电流表:A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
A2(量程0~3 A,内阻约为0. 1 Ω)
直流电压表:V(量程为3 V、内阻为3 kΩ)
滑动变阻器:R1(阻值范围0~20 Ω)
R2(阻值范围0~200 Ω)
定值电阻:R3="3" kΩ、R4="9" kΩ、R5="25" kΩ
开关一个,导线若干
为使测量尽可能准确、方便,请回答:
①电源应该选择 (填“E1”或“E2”);
②电流表应该选择 (填“A1”或“A2”);
③滑动变阻器应该选择 (填“R1”或“R2”);
④由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装。请选择合适的定值电阻,在答卷所示图中用笔画线当导线连接好测量电路的剩余部分。
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(18分)
(1)(8分)(8分)某同学用如图所示的装置测定重力加速度:
①电磁打点计时器的工作电压为 ,频率 .
②打出的纸带如图所示,实验时纸带的 端应和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9,如图所示,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为 m/s2.
④当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因
(2)(10分)电动自行车的电瓶用久以后性能会下降,表现之一为电池的电动势变小,内
阻变大。某兴趣小组从旧电动自行车上取下四块电池,分别标为A、B、C、D,
测量它们的电动势和内阻。
①用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。测量电池A时,多用电表的指针如图甲所示,其读数为 。
②用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电阻,其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量数据分别做出A、B、C、D四块电池的图线,如图丙。由图线C可知电池C的电动势E= ;内阻r= 。
③电路图中的变阻箱R能否用滑动变动器代替 (选填“能”、“不能”)
④分析图丙可知,电池 较优(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
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(9分)用如图所示的装置做实验,研究“在物体质量不变时,其加速度与合外力的关系”。
(1)实验中用打点计时器在纸带上打出一系列点迹如图,相邻点迹之间的时间间隔均为T,则物块的加速度a= ;
(2)若用钩码m的重力表示小车M所受的合外力,需满足 ,满足此条件做实验时,得到一系列加速度a与合外力F的对应数据,画出a-F关系图象,如图所示,由图象可知,实验操作中不当之处为 ;小车的质量为 kg;
(3)若实验操作过程正确,将小车和钩码作为整体进行研究,用钩码的重力表示合外力,此时(填“有”、“无”)系统误差。
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(10分)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据:
(1)在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线;
(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处
是:______________________;
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F,如图(b)所示.从理论上分析,该实验图线的斜率将______________。(填“变大”,“变小”,“不变”)
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