1.(5分)(2019•山東省淄博、萊蕪市二模)某實驗小組的同學想利用刻度尺(無其他測量儀器)測出小滑塊與桌面的動摩擦因數μ,小華同學的設計如圖。光滑的傾斜木板通過一小段弧形軌道與桌面連接,從木板上某一位置釋放小滑塊,小滑塊從木板上滑下后沿桌面滑行,最終沿桌面邊緣水平拋出。測出木板底部離桌面邊緣的距離L,桌面離地高度H,小滑塊的落地點到桌子邊緣的水平距離x。改變傾斜的木板離桌子邊緣的距離(不改變木板的傾斜程度),并保證每次從木板的同一位置釋放小滑塊。重復以上步驟進行多次測量并記錄實驗數據。導學號 86084438
(1)保證每次從木板的同一位置釋放小滑塊的目的是 保證每次滑到斜面底端具有相同的速度__。
(2)利用圖象法處理數據。若以L為縱軸,則應以 x2__為橫軸,擬合直線。在“x、1x、x2、1x2”中選擇填寫
(3)若圖象橫軸和縱軸上的截距分別為a和b,則求得μ= a4bH 。
[解析] (1)保證每次滑到斜面底端具有相同的速度
(2)測出木板底部離桌子邊緣的距離L,桌子邊緣離地的高度H,小鐵塊的落地點到桌子邊緣的水平距離x,再設小鐵塊靜止釋放高度為h,根據平拋運動處理規律,則有:H=12gt2,且v=xt
那么v=xg2H,依據動能定理,則有:mgh-μmgL=12mv2,
即L=-14μHx2+hμ,
若以L為縱軸,則應以x2為橫軸;
(3)若圖象橫軸和縱軸上的截距分別為a和b,則有:ba=14μH
解得μ=a4bH
2.(10分)(2019•山西省晉城市二模)小勇需將實驗器材改裝成一個中值電阻為500 Ω的歐姆表,以粗略地測量阻值約為幾百歐姆的電阻。實驗器材如下:導學號 86084439
電流計G:滿偏電流為Ig=500 μA,內阻為Rg=1000 Ω
干電池:內阻可忽略不計,電動勢為1.5 V
電阻箱R1:可調范圍在0~99.99 Ω
電阻箱R2:可調范圍在0~999.9 Ω
滑動變阻器R3:可調范圍在0~200 Ω
滑動變阻器R4:可調范圍在0~500 Ω
導線若干
請回答下列問題:
(1)小勇發現該電流計的內阻過大,因此小勇首先將該電流計G改裝成量程為0~3 mA的電流表,則電流計G應 并聯__(填“串聯”或“并聯”)電阻箱 R2__(填R1或R2),且應把電阻箱調至 200.0__Ω
(2)完成操作(1)后,小勇利用改裝后的電流表、電源、導線等器材改裝成了一個滿足題目要求的歐姆表,請將他設計的電路圖,如圖甲所示補充完整,并標出相應符號。
(3)利用該歐姆表測量一未知電阻時,電流計G的讀數為200 μA,則該電阻的電阻值應為 750__Ω。
[解析] (1)將電流計改裝成3 mA的電流表時,應并聯一電阻,該電阻的阻值應為
R=IgRgI-Ig=500×10-6×1×1033×10-3-500×10-6 Ω=200 Ω 因而選用電阻箱R2,且把電阻箱調至200.0 Ω
(2)改裝后的電流表的內阻為R=IgRgI=500×10-6×1×1033×10-3 Ω≈167 Ω,如果要求歐姆表的中值電阻為500 Ω,則需串聯一阻值為R′=500 Ω-167 Ω=333 Ω的電阻,因此選可調范圍0~500 Ω的滑動變阻器R4,電路如圖所示;
(3)改裝后的電流表的量程為改裝前電流計量程的6倍,當電流計的讀數為200 μA,電路中的電流為I=200 μA×6=1200 μA=1.2 mA,則待測電阻的阻值為
Rx=EI-R中=1.51.2×10-3 Ω-500 Ω=750 Ω
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