Question

（2010?汕頭一模）（1）電磁打點計時器是一種計時的儀器，使用時要注意調節好振針的高度，如果振針的位置過低，打出的紙帶的點跡是

短線或雙點

，還會對紙帶產生

較大的阻力

，對實驗結果有較大的影響．利用打點計時器和如圖1的其他器材可以開展多項實驗探究，其主要步驟如下：
a、按裝置安裝好器材并連好電路
b、接通電源，釋放紙帶，讓重錘由靜止開始自由下落
c、關閉電源，取出紙帶．更換紙帶，重復步驟b，打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實驗要求的紙帶，數據如圖2（相鄰計數點的時間為T），進行數據處理．
①若是探究重力做功和物體動能的變化的關系．需求出重錘運動到各計數點的瞬時速度，試表示在B點時重錘運動的瞬時速度V_B=

S2+S3

2T

．
②若是測量重力加速度g．為減少實驗的偶然誤差，采用逐差法處理數據，則加速度大小可以表示為g=

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

．
③如果求出的加速度值與當地重力加速度公認的值g′有較大差距，說明實驗過程存在較大的阻力，若要測出阻力的大小，則還需測量的物理量是

重錘的質量m

．試用這些物理量和紙帶上的數據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=

m〔g′-

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

〕

．

（2）某實驗小組要測量一電源的電動勢E（約3V）和內阻r（約1Ω），現有下列器材：
a、電壓表V（3V和15V兩個量程） 
b、電阻箱R（0～999.9Ω）
c、定值電阻R₀=10Ω              
d、開關和導線．
其實驗的實物連接圖如圖3所示，請就下列問題作答：
①根據實物連接圖畫出實驗電路圖
②主要的實驗步驟如下
a、閉合電鍵，將電阻箱的阻值調到R₁，讀得電壓表的讀數U₁
b、將電阻箱的阻值調到R₂，讀得電壓表的讀數U₂
c、由方程組U₁=E-

U1

R1+R0

r和U₂=E-

U2

R2+R0

r解出E和r
若考慮實驗結果的準確性，請指出上述步驟有何不妥之處：

沒有取得多組R、U值并求E和r平均值

③若采用線性圖象處理數據，請寫出與線性圖象對應的坐標軸表示的物理量（用字母符號表示）y軸：

1

U

，x軸：

1

R+R0

．

Answer 1

分析：（1）①在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，據此可以求出C點的速度大小
②采用逐差法可有效利用數據，再采用求平均值的辦法可更好地減小誤差
③重物下落過程中受重力和阻力，根據牛頓第二定律求出平均阻力大小．
（2）根據閉合歐姆定律，運用數學變形，得出線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式．

解答：解：（1）電磁打點計時器是一種計時的儀器，使用時要注意調節好振針的高度，如果振針的位置過低，打出的紙帶的點跡是短線或雙點，還會對紙帶產生較大的阻力，對實驗結果有較大的影響．
①在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，故B點的速度為：
V_B=

S2+S3

2T

②利用勻變速直線運動的推論相鄰相等時間內的位移差△x=at²
所以，x_m-x_n=（m-n）aT²，本著有效利用數據，采用求平均值的辦法減小誤差的辦法，
本實驗中，g=

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

③還需要測量的物理量是重錘的質量m．
重物下落過程中受重力mg和阻力F，根據牛頓第二定律得：
F_合=mg-F=mg′
∴F=mg-mg′=m〔g′-

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

〕
（2）①根據實物連接圖畫出實驗電路圖
②上述步驟有何不妥之處：沒有取得多組R、U值并求E和r平均值
③根據閉合電路歐姆定律得：
E=U+

U

R+R0

r
變形后得：

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R+R0

，
故答案為：（1）短線或雙點；較大的阻力
①V₄═

S2+S3

2T

②（g=

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

）
③重錘的質量m； F=m〔g′-

(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)

9T2

〕
（2）①實驗電路圖如圖
②沒有取得多組R、U值并求E和r平均值
③Y軸：

1

U

X軸：

1

R+R0

點評：對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應用所學基本規律解決實驗問題．測量電源的電動勢常用有三種方法：伏安法、安阻法、伏阻法．電壓表與電阻箱配合或電流表與電阻箱配合等效于電壓表與電流表的作用．