Question

（1）某同學(xué)用如圖1所示電路來測定電池的電動勢和內(nèi)阻．
①實驗開始時，滑片P應(yīng)位于

A

 端．（填A(yù)或B）
②該同學(xué)測得如下表的五組數(shù)據(jù)．根據(jù)數(shù)據(jù)在答題卷相應(yīng)圖2中作出U-I圖線，從圖象可得電池的電動勢E=

1.45

V，內(nèi)阻r=

0.69

Ω．（結(jié)果均保留二位小數(shù)）．

	1	2	3	4	5
U/V	1.37	1.32	1.24	1.10	1.05
I/A	0.12	0.20	0.31	0.50	0.57

（2）用自由落體法進行“驗證機械能守恒定律”的實驗
①實驗完畢后選出一條紙帶如圖3所示，其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以50Hz的交流電．用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s²．甲同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了

1.82

J；此時重物的動能比開始下落時增加了

1.71

J．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是

重物在下落過程中受到阻力作用

．

②乙同學(xué)利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以

1

2

v2為縱軸畫出了如圖4的圖線．圖線未過原點O的原因是

打下第一個點時重物已經(jīng)有速度

．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器采用限流接法時，為保證電路安全，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標系中描點，然后用一直線把各點連接起來，作出電源的U-I圖象，圖象與縱軸的交點是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值是電源的內(nèi)阻．
（2）重物在下落過程中減少的重力勢能E_P=mgh；根據(jù)做勻變速運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，然后求出重物經(jīng)過B點時的動能；由于物體在下落過程中受到阻力作用，機械能有損失，動能的增加量小于重力勢能的減少量；實驗時應(yīng)先接通電源，再放開重物，否則打第一個點時，物體應(yīng)經(jīng)具有一定的速度．

解答：解：（1）①由電路圖可知，實驗開始時，滑片P應(yīng)位于A端．
②應(yīng)用描點法作圖，作出電源的U-I圖象如圖所示；
由電源的U-I圖象可知，電源電動勢E=1.45V，
電源內(nèi)阻r=

△U

△I

=

1.45-1.0

0.65

≈0.69Ω；
（2）①打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了：
△E_P=mgh_B=1.00×9.8×0.1860≈1.82J；
計數(shù)點間的時間間隔t=0.02×2=0.04s，打下B點時的速度v_B=

AC

2t

=

0.2721m-0.1241m

2×0.04s

=1.85m/s，
重物的動能比開始下落時增加了△E_K=

1

2

mv_B²=

1

2

×1.00×1.85²≈1.71J；
由于重物在下落過程中紙帶通過打點計時器受摩擦阻力、重物受到空氣阻力等阻力作用，
物體的機械能有損失，使物體動能的增加量小于物體重力勢能的減少量．
②實驗時如果先釋放重物，再接通打點計時器電源，則在打點計時器打第一個點時，重物已經(jīng)有一定的速度，在應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，在所作出的以

1

2

v2-h圖象不過原點，在縱軸上有截距．
故答案為：（1）①A②圖象如圖所示；1.45；0.69；（2）①1.82；1.71；重物在下落過程中受到阻力作用；
②打下第一個點時重物已經(jīng)有速度．

點評：本題考查了測電源電動勢與內(nèi)阻實驗和“驗證機械能守恒定律”實驗，考查了應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的方法，一定要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)．