(1)为探究物体下落过程中机械能是否守恒,采用实验装置如图所示.已知重力加速度大小为g
①其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为
;若测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为
;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.
②.具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h;
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(h
i,
)数据;
H.将七组数据在v
2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是
(填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=
.
③.在误差允许范围内,若v
2-h图线斜率k=
,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒.
(2)发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用.正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势.某同学通过实验描绘它的伏安特性曲线.
①实验室提供的器材如下:
A.电压表(3V,内阻约10kΩ) B.电压表(15V,内阻约25kΩ)
C.电流表(50mA,内阻约50Ω) D.电流表(0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器(0-10Ω,3A) F.电源(6V,内阻不计) G.开关,导线
在做实验时,电压表选用
,电流表选用
(填选项字母).
②请在图甲中以笔划线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整.
③根据实验数据描点,请在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.若该发光二极管的最佳工作电流为10mA,现将该发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R=
Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态 (计算结果保留3位有效数字).