Question

（1）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示．設重錘質量為m，交變電源周期為T，則打第4點時重錘的動能可以表示為

 

．

為了求起點0到第4點重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應該是

 

（填選項的序號即可）
A．取當地的實際g值                  B．根據打出的紙帶，用△S=gT2求出
C．近似取10m/s2即可                 D．以上說法均不對
（2）現有一種特殊的電池，電動勢E約為9V，內阻r約為50Ω，允許輸出的最大電流為50mA，用如圖（a）的電路測量它的電動勢和內阻，圖中電壓表的內阻非常大，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω．

①R0是定值電阻，規格為150Ω，1.0W．
起

 

的作用．
②該同學接入符合要求的R0后，閉合開關，調整電阻箱的阻值，

 

．改變電阻箱阻值，得多組數據，作出如圖 （b）的圖線．則電池的電動勢E=

 

，內阻r=

 

．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）第4個點的瞬時速度等于3和5兩個點之間的平均速度，再根據Ek=

1

2

mv2求出打第4點時重錘的動能．
驗證機械能守恒定律，要求當地重力勢能的變化量，g應該是當地的重力加速度．
（2）因為通過電源的電流不能太大，否則會燒壞電源，所以往往在電路中串聯一個定值電阻，防止短路．
本實驗采取伏阻法測量電源的電動勢和內阻，根據實驗的原理E=U+

U

R0+R

r，知

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R+R0

，通過圖線的斜率和截距去求電源的電動勢和內阻．

解答：解：（1）第4個點的瞬時速度v=

h5-h3

2T

，則動能為Ek=

1

2

mv2=

1

2

m(

h5-h3

2T

)2．
為了求起點0到第4點重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應該是當地的重力加速度．故A正確．
（2）①為了防止電流過大燒壞電源，故接入R₀電阻起保護電源作用．
②閉合開關，調整電阻箱的阻值，讀出電壓表的示數，再改變電阻箱的電阻，得出多組數據．根據

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R+R0

，知圖線的縱軸截距表示電動勢的倒數，圖線的斜率等于

r

E

．
有：

1

E

=0.1，解得E=10V．

r

E

=

0.65-0.1

12×10-2

，解得r=46Ω．
故答案為：（1）

1

2

m(

h5-h3

2T

)2；A
（2）①防止短路，電流過大，燒壞電源
②讀取電壓表的示數，10V，46±2Ω．

點評：解決本題的關鍵：1、知道驗證機械能守恒定律的實驗原理以及操作方法．2、知道運用伏阻法測量電源電動勢和內阻的原理，會根據圖象測量電源的電動勢和內阻．