Question

（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：S_A-16.6mm、S_B=126.5mm、S_D=624.5mm
若无法再做实验，可由以上信息推知：
①相邻两计数点的时间间隔为______ s；
②打 C点时物体的速度大小为______ m/s（取2位有效数字）
③物体的加速度大小为______（用S_A、S_B、S_D和f表示）
（2）在探究小灯泡的伏安法测电阻实验中，所用器材有灯泡I，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源的滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从OV表开始变
①实验中滑动变阻器应采用______ 接法（“分压”或“限流”） 
②某同学已连接如图Ⅰ所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正析之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正A：______B：______
③分别测得两只灯泡l₁和l₂ 的伏安特性曲线如图Ⅱ中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡l₁、l₂与电池组（电动势和内阻均衡定）连成题图Ⅲ所示电路．多次测量后得到通过l₁和l₂的电流平均值分别为0.30A和0.60A．
A．在图Ⅱ画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线．
B．由该曲线可知电池组的电动势为______V，内阻为______Ω（取两位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）打点计时器接在频率为50Hz电路中，从而得出点与点的时间间隔．当纸带做匀变速直线运动时，中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度．最后加速度可由相等时间内的位移之差来算出．
（2）由于要求灯泡两端电压从OV开始变化，所以滑动变阻器必须分压式接法．从图中可知，电键处于闭合状态，同时滑动触头也在不当位置．两只灯泡l₁和l₂ 的伏安特性曲线如图Ⅱ中Ⅰ和Ⅱ所示，结合图Ⅲ所示电路，可以画出闭合电路的路端电压与电流的图象．从而读出电源的电动势，算出电源的内电阻．
解答：解：（1）①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s．
②根据BD间的平均速度等于C点的瞬时速度得：m/s
③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT²均匀增大，有BC=AB+aT²，CD=BC+aT²=AB+2aT²，BD=2AB+3aT²，所以
（2）①探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法．
②在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误．连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中是b端，以保护电源和电表．
③描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图象．为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），则内阻为Ω，电动势为E=4.6V，然后作出准确图象如图．
故答案为：（1）①0.1s       ②2.5 m/s      ③
（2）①分压       ②A．电键不应闭合，应处于断开状态    B．滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端       ③4.6V   2.7Ω．
点评：平均速度等于某点的瞬时速度除匀速直线运动外，还可能是匀变速直线运动．同时巧用了相邻的相等时间间隔内的位移以aT²均匀增大来求出加速度大小．
当电路中的路端电压与电流图象与负载的电压与电流图象相交时，则交点表示它们的电流．原因是负载与电源相串联．而路端电压与电流的图象的纵交点是表示电源的电动势，横交点表示短路电流．