1.(5分)(2019•山東省淄博、萊蕪市二模)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)想利用刻度尺(無其他測(cè)量儀器)測(cè)出小滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,小華同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖。光滑的傾斜木板通過一小段弧形軌道與桌面連接,從木板上某一位置釋放小滑塊,小滑塊從木板上滑下后沿桌面滑行,最終沿桌面邊緣水平拋出。測(cè)出木板底部離桌面邊緣的距離L,桌面離地高度H,小滑塊的落地點(diǎn)到桌子邊緣的水平距離x。改變傾斜的木板離桌子邊緣的距離(不改變木板的傾斜程度),并保證每次從木板的同一位置釋放小滑塊。重復(fù)以上步驟進(jìn)行多次測(cè)量并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084438
(1)保證每次從木板的同一位置釋放小滑塊的目的是 保證每次滑到斜面底端具有相同的速度__。
(2)利用圖象法處理數(shù)據(jù)。若以L為縱軸,則應(yīng)以 x2__為橫軸,擬合直線。在“x、1x、x2、1x2”中選擇填寫
(3)若圖象橫軸和縱軸上的截距分別為a和b,則求得μ= a4bH 。
[解析] (1)保證每次滑到斜面底端具有相同的速度
(2)測(cè)出木板底部離桌子邊緣的距離L,桌子邊緣離地的高度H,小鐵塊的落地點(diǎn)到桌子邊緣的水平距離x,再設(shè)小鐵塊靜止釋放高度為h,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律,則有:H=12gt2,且v=xt
那么v=xg2H,依據(jù)動(dòng)能定理,則有:mgh-μmgL=12mv2,
即L=-14μHx2+hμ,
若以L為縱軸,則應(yīng)以x2為橫軸;
(3)若圖象橫軸和縱軸上的截距分別為a和b,則有:ba=14μH
解得μ=a4bH
2.(10分)(2019•山西省晉城市二模)小勇需將實(shí)驗(yàn)器材改裝成一個(gè)中值電阻為500 Ω的歐姆表,以粗略地測(cè)量阻值約為幾百歐姆的電阻。實(shí)驗(yàn)器材如下:導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084439
電流計(jì)G:滿偏電流為Ig=500 μA,內(nèi)阻為Rg=1000 Ω
干電池:內(nèi)阻可忽略不計(jì),電動(dòng)勢(shì)為1.5 V
電阻箱R1:可調(diào)范圍在0~99.99 Ω
電阻箱R2:可調(diào)范圍在0~999.9 Ω
滑動(dòng)變阻器R3:可調(diào)范圍在0~200 Ω
滑動(dòng)變阻器R4:可調(diào)范圍在0~500 Ω
導(dǎo)線若干
請(qǐng)回答下列問題:
(1)小勇發(fā)現(xiàn)該電流計(jì)的內(nèi)阻過大,因此小勇首先將該電流計(jì)G改裝成量程為0~3 mA的電流表,則電流計(jì)G應(yīng) 并聯(lián)__(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)電阻箱 R2__(填R1或R2),且應(yīng)把電阻箱調(diào)至 200.0__Ω
(2)完成操作(1)后,小勇利用改裝后的電流表、電源、導(dǎo)線等器材改裝成了一個(gè)滿足題目要求的歐姆表,請(qǐng)將他設(shè)計(jì)的電路圖,如圖甲所示補(bǔ)充完整,并標(biāo)出相應(yīng)符號(hào)。
(3)利用該歐姆表測(cè)量一未知電阻時(shí),電流計(jì)G的讀數(shù)為200 μA,則該電阻的電阻值應(yīng)為 750__Ω。
[解析] (1)將電流計(jì)改裝成3 mA的電流表時(shí),應(yīng)并聯(lián)一電阻,該電阻的阻值應(yīng)為
R=IgRgI-Ig=500×10-6×1×1033×10-3-500×10-6 Ω=200 Ω 因而選用電阻箱R2,且把電阻箱調(diào)至200.0 Ω
(2)改裝后的電流表的內(nèi)阻為R=IgRgI=500×10-6×1×1033×10-3 Ω≈167 Ω,如果要求歐姆表的中值電阻為500 Ω,則需串聯(lián)一阻值為R′=500 Ω-167 Ω=333 Ω的電阻,因此選可調(diào)范圍0~500 Ω的滑動(dòng)變阻器R4,電路如圖所示;
(3)改裝后的電流表的量程為改裝前電流計(jì)量程的6倍,當(dāng)電流計(jì)的讀數(shù)為200 μA,電路中的電流為I=200 μA×6=1200 μA=1.2 mA,則待測(cè)電阻的阻值為
Rx=EI-R中=1.51.2×10-3 Ω-500 Ω=750 Ω
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