(2011•兖州市三模)请完成以下两小题.

(2011•兖州市三模)请完成以下两小题.
(1)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①你认为还需要的实验器材有______.
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是______.
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
1
2
M
v
2
1
用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).
(2)2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一.硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定该电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路.图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验(计算结果保留两位有效数字)
①闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表A1、A2的值I1、I2.为了作出此电池的
U-I曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U=______(用题中所给字母表示)
②根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E=______V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内 阻r=______Ω;
③若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内 阻r=______Ω.
zyg7248707 1年前 已收到1个回答 举报

娃哈哈f099 春芽

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解题思路:(1)①由题意知,该实验验证拉力做的功与滑块动能的变化是否相等,从而验证动能定理.在所需的器材中缺少测量器材,如:物体的质量需要天平,纸带处理求速度需要刻度尺.
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等
对滑块:T=Ma
对沙桶:mg-T=ma
解得:T=[Mmg/M+m]=[mg1+
m/M
],知,m远小于M,拉力基本等于 沙和沙桶的总重力.
该实验中,未考虑摩擦力,所以实验前必须平衡摩擦力.
③该实验中验证滑块动能的变化和所受的合力功是否相等.
(2)①理想电流表和定值电阻构成一电压表,可测量外电压.
②在硅光电池的U-I图象,当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.
③通过作图求解,作出电阻为6Ω它两端的电压和通过它电流的图线,与图乙中U-I图线有交点,交点对应电压电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流.

(1)①测量滑块、沙和沙桶的质量需要天平,纸带处理需要测量计数点间的距离需要刻度尺.
②对滑块:T=Ma,对沙桶:mg-T=ma解得:T=[Mmg/M+m]=[mg
1+
m/M],知,m远小于M,拉力基本等于 沙和沙桶的总重力.该实验中,未考虑摩擦力,所以实验前必须平衡摩擦力.
③该实验中验证滑块动能的变化和所受的合力功是否相等,所以最终要验证的数学表达式为 mgL=
1
2M
v22−
1
2M
v21
(2)①理想电流表和定值电阻构成一电压表,可测量外电压.所以U=I1R0
②在硅光电池的U-I图象,当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.所以E=2.9V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r=4.0Ω.
③作出6Ω定值电阻的U-I图线,是一条过原点的直线,该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点,交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流.所以r=[E−U/I]=5.6Ω.
故本题答案为:(1)①天平,刻度尺②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,平衡摩擦力③mgL=
1
2M
v22−
1
2M
v21(2)①I1R0②2.9,4.0③5.6.

点评:
本题考点: 测定电源的电动势和内阻;探究功与速度变化的关系.

考点点评: 解决本题的关键掌握验证“动能定理”和测量电源电动势和内阻的实验原理.

1年前

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