Question

（2010?浙江模擬）Ⅰ．（1）圖1是探究加速度與力、質量關系的實驗示意圖．根據某次實驗記錄的數據，作出a-F圖線如圖2所示，圖線不經過原點的原因是

平衡摩擦力時木板傾角太大

；平衡摩擦時，主要是平衡了

小車與木板

之間及

紙帶與打點計時器

之間的摩擦．

（2）幾位同學分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后，重新設計了一個實驗如圖3所示，滑塊M放在氣墊導軌上，并在滑塊上固定一個速度傳感器，力傳感器固定在另一水平臺子上，分別與兩臺電腦相連，氣墊導軌連上氣泵并調成水平．多次改變鉤碼m的質量，由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值．則下列說法中正確的是

A

A．由于空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦很小，可以得出a∝F的結論，圖線是傾斜的直線
B．力傳感器測得的力F=

mg

2

，在實驗時應確保鉤碼的質量m遠小于滑塊的質量M
C．除空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力之外，動滑輪C的質量是實驗最大的誤差來源
D．實驗中測出加速度a的值不可能大于重力加速度g
Ⅱ．測量小燈泡伏安特性曲線的實驗
（1）實驗時使用的電壓表是新到的，發現電壓表的兩個接線柱間被一根細裸銅線纏繞，其原因是

線圈在磁場中切割磁感線，產生阻礙線圈轉動的安培力，從而減小指針的擺動幅度，保護電表．

．
（2）下面表格是在實驗時所記錄的數據．試在圖4的坐標圖中畫出小燈泡I-U圖線，并在虛線框內畫出實驗電路圖．

I/A	0	0.15	0.22	0.26	0.30	0.33	0.36	0.38	0.40
U/V	0	0.25	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00

（3）將該小燈泡與R=5.0Ω的標準電阻串聯在內阻不計、電動勢E=3.0V的電源上時，小燈泡的電功率P=

0.43

W．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板的左端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
（2）由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值，可以不計動滑輪的質量，也不需要砝碼的質量要遠小于小車的質量．
Ⅱ（1）電壓表的兩個接線柱間被一根細裸銅線纏繞作用是保護電表．

解答：解：Ⅰ（1）從上圖中發現直線沒過原點，當F=0時，a≠0，也就是說當繩子上拉力為0時，小車的加速度不為0，說明小車的重力沿斜面分力大于摩擦力，所以原因是實驗前平衡摩擦力時木板傾角太大．
平衡摩擦力主要是平衡了木板和小車之間及紙帶和打點計時器間的摩擦．
（2）由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值，可以不計動滑輪的質量，也不需要砝碼的質量要遠小于小車的質量．實驗中測出加速度a的值可能大于重力加速度g，故A正確；
故選：A．
Ⅱ、（1）線圈在磁場中切割磁感線，產生阻礙線圈轉動的安培力，從而減小指針的擺動幅度，保護電表．
（2）采用描點法匯出圖象，如圖：

為了電壓從零開始，滑動變阻器采用分壓接法，小燈泡為小電阻，所以電流表外接，電路圖如圖：

（3）將電阻R與電源整體當作新電源，求解出該電源的路端電壓與電流關系表達式，在原圖上作出U-I圖象，此圖象與電燈的伏安特性曲線的交點，表示電燈實際工作狀態，讀出交點的電壓和電流，求出電燈的電功率．

由圖讀出小燈泡電壓約為1.3v，電流約為0.33A，則燈泡的功率P=UI≈0.43w
故答案為：（1）平衡摩擦力時木板傾角太大；  小車與木板、紙帶與打點計時器
（2）A
Ⅱ（1）線圈在磁場中切割磁感線，產生阻礙線圈轉動的安培力，從而減小指針的擺動幅度，保護電表．
（2）如圖所示
（3）約為0.43 w．

點評：此題電燈是非線性元件，電阻R≠

△U

△I

，本題的技巧是應用數學方法，通過作圖求解電燈的電流．