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    14．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量验证机械能守恒定律
    （1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
    A．按照图示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
    C．用天平测出重锤的质量；
    D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
    E．测量纸带上某些点间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
    其中没有必要进行或者操作不当的步骤是BCD．（将其选项对应的字母填在横线处）
    （2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s2．测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图2所示．经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．根据以上数据，计算出打B点时重物的瞬时速度vB=4.00m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了8.43J，动能增加了8.00J（保留3位有效数字）．并可得出的结论是在误差允许范围内，重锤自由下落机械能守恒．

    分析 （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
    （2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据B点的速度求出动能的增加量．

    解答 解：（1）打点计时器应接在电源的“交流输出”上，故B操作不当；
    要验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，即验证mgh=$\frac{1}{2}$mv2，质量可以约去，所以不必要用天平测量重锤的质量．故C不必要．
    在实验的操作中，应先接通电源再释放纸带．故D操作不当．
    所以其中没有必要进行或者操作不当的步骤是：BCD．
    （2）B点的瞬时速度vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{1.305-0.505}{0.2}$m/s=4.00m/s，
    重物由O点运动到B点，重力势能减少了△Ep=mgh=1×9.8×0.86J=8.43J，
    则动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×16J=8.00J．
    在误差允许的范围内，重锤自由下落机械能守恒．
    故答案为：（1）BCD；（2）4.00，8.43，8.00，在误差允许范围内，重锤自由下落机械能守恒．

    点评 解决本题的关键知道实验的原理，操作步骤以及注意的事项，掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．

    练习册系列答案
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    A．E=$\frac{F}{q}$中的场强E是电荷q产生的B．E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$中的场强E是电荷Q产生的
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    A．若v0=$\sqrt{gR}$，则物体m对半球面顶点压力为mg
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    D．若v0＜$\sqrt{gR}$，则物体m将在下滑过程中在某高度处离开半球面

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    19．霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图1所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH=K$\frac{IB}{d}$，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．

    ①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与M（填“M”或“N”）端通过导线相连．
    ②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．
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    ③该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图2所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b（填“a”或“b”），S2掷向c（填“c”或“d”）．
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