Question

探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖1所師，實驗主要過程如下：
（1）設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…；
（2）分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v₁、v₂、v₃、…；
（3）作出W-v草圖；
（4）分析W-v圖象．如果W-v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v²、W∝v³、W∝

v

等關系．
以下關于該試驗的說法中有一項不正確，它是

D

．
A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…．所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當用1條橡皮筋進行是實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、…橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、…實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、…．
B．小車運動中會受到阻力，補償的方法，可以使木板適當傾斜．
C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小．
D．根據記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算．
（2）為了測量干電池的電動勢和內電阻，有下列實驗器材：A．電流表（0-0.6A）；B．電流表（0-10A）；C．電壓表（0-3V）；D．電壓表（0-15V）；E．滑動變阻器（10Ω、2A）；F．滑動變阻器（1750Ω、3A）；G．電鍵；H．導線．
①實驗中應選用的器材是

ACEGH

．（填器材序號）
②畫出正確的測量電路圖2．
③在實驗中分別測量了新、舊干電池各一節，根據測量結果分別作出新、舊干電池的
U-I圖象，如圖3：
由圖象可知：
新電池：電動勢E₁=

1.50

V，內阻r₁=

0.5

Ω
舊電池：電動勢E₂=

1.50

V，內阻r₂=

7.50

Ω
④將這兩節新、舊電池串聯起來連接一個“3V，1.5W”燈泡，已知燈泡電阻的U-I圖象如圖4所示，根據圖象求出燈泡的實際功率為

0.20

W．

Answer 1

分析：1、小車在橡皮條的拉力作用下先加速運動，當橡皮條恢復原長時，小車由于慣性繼續前進，做勻速運動．
2、（1）干電池的電動勢越為1.5V，則可選擇電壓表；由歐姆定律可知電路中的最大電流，則可選出電流表；由滑動變阻器的作用可選取滑動變阻器；
（2）電壓表測電源的路端電壓，電流表測量流過電源的電流；根據兩電表的內阻與電源電阻的關系可得出誤差最小的電路；
（3）圖象與縱坐標的交點表示電源的電動勢，圖象的斜率表示電源的內電阻，分別對兩圖分析可得出電動勢和內電阻；
（4）在坐標軸作出電源U-I特性曲線，根據兩線的交點可知燈泡的電流和電壓，由P=UI可求得燈泡的實際功率．

解答：解：（1）當橡皮筋伸長量按倍數增加時，功并不簡單地按倍數增加，變力功一時無法確切測算．因此我們要設法回避求變力做功的具體數值，可以用一根橡皮筋做功記為W，用兩根橡皮筋做功記為2W，用三根橡皮筋做功記為3W…，從而回避了直接求功的困難；
小車阻力補償的方法是平衡摩擦力；
本實驗的裝置需要改進，否則，橡皮條掉不下來，最后會減速運動，
本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關系．這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，所以D選項是錯誤的．
本題選不正確的，故選D．
（2）①實驗中應保證安全與準確；電源的電動勢為E=1.5V，故電壓表應選擇C；
為了便于測量和調節，滑動變阻器不能太大，故滑動變阻器選E；
電路中的電流較小，故電流表可選擇C；
開關、導線為必需無件，
故選：ACEGH；
（2）因電流表內阻接近電源的內電阻，若采用電流表外接法，則因為電流表內阻不能忽略，測量值中含有電流表的內阻，誤差很大，故電壓表接在電源和開關兩側，電路如圖所示；

（3）由圖可知，新電池的電動勢為E=1.50；內電阻為：r₁=

1.5-1.00

1.00

Ω=0.5Ω；
舊電池的電動勢為E=1.50V；內電阻為：r₂=

1.50-0

0.2

=7.50Ω；
（4）設燈泡的電壓和電流分別為U，I
根據閉合電路歐姆定律得：3=U+（0.5+7.5）I
即為：U=3-8I
在圖象中做出電源U-I曲線，

兩圖的交點為燈泡的工作點；由圖可知，此是燈泡兩端的電壓為U=0.68V，電流為I=0.29A；故功率為：
P=UI=0.20W；
故答案為：（1）D    
（2）①ACEGH   ②如圖
③1.50，0.50，1.50，7.50  ④0.20

點評：1、本題關鍵是要分析清楚小車的運動，小車先加速和勻速，最后如果橡皮條與小車不能分離，則小車會再減速．
2、測電動勢和內電阻時電路接法考慮由于電流表的內阻而產生的誤差超過電壓表的內阻影響；故一般應用如上圖中的接法．