Question

（1）如图（1）-a所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．

①为完成实验，还需要的实验器材有：______；
②实验中需要测量的物理量有：______；
③图（1）-b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为______N/m．图线不过原点的原因是由于______．
（2）某同学用如图（2）-a所示的电路来测定电池的电动势和内阻．

①移动滑线变阻器的滑动片应特别注意防止______．
②该同学测得如表的五组数据．根据数据在答题卡中的图（b）中作出I-U图线，从图线中得到电源的电动势E=______V，内电阻r=______Ω．（结果保留三位有效数字）

	1	2	3	4	5
U/V	1.37	1.32	1.24	1.10	1.05
I/A	0.12	0.20	0.31	0.50	0.57

Answer 1

【答案】分析：（1）根据实验的原理：测量弹簧的弹力和伸长的长度来选择器材．图线的斜率即为弹簧的劲度系数．由胡克定律求出K．
（2）电学实验中应注意实验的安全，不能使电路中电流过大；由闭合电路欧姆定律可得出公式，结合图象利用数学关系即可得出电源的电动势和内电阻．
解答：解：（1）①实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺．
②实验中需要测量（记录）的物理量有：弹簧的原长、悬挂钩码个数  以及 与弹力（外力）对应的弹簧长度
③图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．
由k==200N/m．
由图可知，当F=0时，x=0.5cm，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，是由于弹簧自身的重力造成的．
故图线不过原点的原因是由于弹簧有自重，实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重．
（2）①为了保护电表及电源，在调节滑动变阻器时，应特别要注意防止短路或将电流调得过大；
②利用表中数据，采用描点法得出图线如图所示；
由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir
故图象与纵轴的交点为电源的电动势，图象的斜率表示内电阻；
故可知：E=1.46V；r==0.730Ω；
故答案为：（1）①刻度尺；
②弹簧的原长、悬挂钩码个数以及与弹力（外力）对应的弹簧长度
③200N/m； 实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重
（2）①短路；②图线如右图 1.46，0.73
点评：（1）在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数．
（2）在实验中的数据处理中，一定要考虑其对应的数学关系，重点分析图象的截距及斜率；同时要注意题目中给出的要求，如本题要求保留三位有效数字．