Question

（1）請完成“驗證力的平行四邊形定則”實驗的相關內容．
①如圖a，鋪有白紙的水平木板上，橡皮條一端固定在A點，另一端拴兩個細繩套．
②如圖b，用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條，使繩與橡皮條的結點伸長到某位置并記為O點，記下此時測力計的示數F₁和F₂，及

 

．
③如圖c，用一個彈簧測力計拉橡皮條，使繩與橡皮條的結點拉到O點，記下此時測力計的示數F=

 

N和細繩的方向．
④如圖d，已按一定比例作出了F₁、F₂和F的圖示，請用作圖方法作出F₁和F₂的合力F′．
⑤合力F′與F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差僅由F₁引起，則原因是F₁的大小比真實值偏

 

、F₁與F₂的夾角比真實夾角偏

 

（填“大”或“小”）．

（2）在“測定電源電動勢和內阻”的實驗中，提供了如圖甲、乙、丙所示的三組器材．
①請把能完成實驗的器材都連成電路．
②某同學根據他的實驗數據作出了如圖丁所示的圖象，由此可知該同學選用的是

 

組器材進行實驗（填“甲”、“乙”或“丙”）．根據圖象可得出電源的電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω．（忽略電表內阻的影響，結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）本實驗是要驗證力的平行四邊形定則，故應將由平行四邊形定則得出的合力，與真實的合力進行比較而去判斷平行四邊形定則得出的結果是否正確，要作出力的圖示，需要測量力的大小和方向．
由平行四邊形定則作出F₁與F₂的合力F′，與F進行比較，分析F₁的大小與真實值的關系．
（2）①根據所提供的器材可知，測定電源電動勢和內阻的方法可用伏安法和安阻法，乙、丙兩圖能完成實驗；②由圖象看出，電阻與電流的關系，故可知該同學選用的是丙組器材進行實驗．根據閉合電路歐姆定律得到電阻箱的電阻與電流的關系式，再根據圖象的斜率和截距求解電源的電動勢E和內阻r．

解答：解：（1）②為作出力的圖示，應記下此時測力計的示數F₁和F₂，及兩細繩的方向；
③此時測力計的示數F=3.0N；
⑤由平行四邊形定則作出F₁與F₂的合力F′，如右圖所示，可見，F′偏左，原因是F₁的大小比真實值偏大．F₁與F₂的夾角比真實夾角偏大．
（2））①根據所提供的器材可知，測定電源電動勢和內阻的方法可用伏安法和安阻法，乙、丙兩圖能完成實驗．連接電路如圖所示．
②由圖象看出電阻與電流的關系，故可知該同學選用的是丙組器材進行實驗．

根據閉合電路歐姆定律得  E=IR+Ir
由數學變形得：R=

E

I

-r
圖象的斜率k=E，橫軸截距大小等于a=r．
由圖知k=

19.0-0

14.0-1.0

≈1.5，a=1.0，故E=1.5V，r=1.0Ω
故答案為：（1）②兩細繩的方向；③3.0；⑤大，大．
（2）①連接電路如圖．②1.5，1.0

點評：解答本題應熟練掌握實驗的目的及原理，根據實驗的原理分析實驗的數據．測量電源的電動勢和內阻常用的方法有三種：伏安法、安阻法和伏阻法，其基本原理是閉合電路歐姆定律．