Question

（2010?成都三模）Ⅰ．在利用重錘下落驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中：

ABC

．
（1）下面敘述正確的是
A、選用的重錘的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)稍大一些；
B、必須選用點跡清晰，且第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶才行；
C、操作時應(yīng)先通電再放釋放紙帶；
D、電磁打點計時器都應(yīng)接在電壓為4～6V的直流電源上．
（2）實驗桌上有下列器材可供選用：鐵架臺，電磁打點計時器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓交流電源（帶開關(guān)），導(dǎo)線，天平，刻度尺．
其中不必要的器材有

秒表、天平

；缺少的器材是

重錘

．
Ⅱ．某學(xué)校興趣小組利用如圖1所示的電路做了一個探究性實驗，電路中B是一個黑箱，內(nèi)部連接了一個電學(xué)元件，圖1中的電壓表與電流表均為理想電表．下表是該小組所測得的實驗數(shù)據(jù)，但由于一個疏忽，將電路中的兩個電壓表誤寫成U₁和U₂，沒有與電路中的V和V′對應(yīng)起來．他們利用坐標(biāo)紙，作了適當(dāng)?shù)膱D線，并成功地完成了探究實驗．

I （A）	0.12	0.21	0.29	0.34	0.42	0.47	0.50
U1 （V）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.20	1.60	2.00
U2（V）	4.20	3.55	2.95	2.50	1.70	1.05	0.50

（1）實驗小組已經(jīng)在如圖2所示的坐標(biāo)紙中正確地標(biāo)出了數(shù)據(jù)點，請你在上述基礎(chǔ)上完成電學(xué)元件B的U-I圖并作好標(biāo)記“B”（允許在坐標(biāo)紙上作多個圖進(jìn)行研究，但必須明確標(biāo)示出哪個圖是“B”）；
（2）黑箱B中的電學(xué)元件最有可能是：

A

．
A．小燈炮
B．定值電阻
C．半導(dǎo)體熱敏電阻
D．半導(dǎo)體二極管
（3）上述實驗電路中電源電動勢為

5.0

V，電源內(nèi)阻為

5.0

Ω．（保留兩位有效數(shù)字）
（4）上述電路中的滑動變阻器阻值調(diào)整為5Ω時，黑箱B消耗的電功率約為

0.40

W．

Answer 1

分析：Ⅰ、根據(jù)實驗的原理以及操作的注意事項確定正確的操作步驟．根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定測量的器材．
Ⅱ、（1、2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電壓隨著電流的變化圖線得出電學(xué)元件B的U-I圖線．根據(jù)圖線的形狀確定黑箱中可能的元件．
（3）根據(jù)兩電壓表示數(shù)之和等于外電壓，結(jié)合電流，通過閉合電路歐姆定律求出電動勢和內(nèi)阻的大�。�
（3）將滑動變阻器的電阻等效到電源的內(nèi)部，作出外電壓和電流的關(guān)系圖線，以及B的U-I圖線的交點的橫縱坐標(biāo)表示此時的電流和電壓．從而得出黑箱B消耗的電功率．

解答：解：Ⅰ、（1）A、為了減小阻力的影響，選用的重錘的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)稍大一些．故A正確．
B、根據(jù)h=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.022m=0.002m=2mm知，第1、2個點間的距離接近2mm，可知阻力非常小，能夠較好地驗證機(jī)械能守恒定律．故B正確．
C、操作時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．故C正確．
D、電磁打點計時器都應(yīng)接在電壓為4～6V的交流電源上．故D錯誤．
故選：ABC．
（2）要驗證機(jī)械能守恒定律，即mgh=

1

2

mv2，需要測量下降的高度以及瞬時速度的大�。�不需要秒表、天平．缺少重錘．
Ⅱ（1）滑動變阻器電阻增大，整個電路中電流減小，外電壓增大，B的電壓減小，滑動變阻器的電壓增大．可知，U₁表示B兩端的電壓．U-I圖線如圖所示．
（2）從U-I圖可知，電壓隨著電流的增大而增大，且電阻在增大，可知該元件為燈泡，電阻隨著溫度的升高而增大．故選：A．
（3）作出U₂與電流的關(guān)系圖線，當(dāng)電流為零時，U₁=0，U₂=5.0V，則電動勢E=U₁+U₂=5.0V．
當(dāng)電流I=0.50A時，U₁=2V，U₂=0.5V，則內(nèi)阻r=

E-U1-U2

I

=5.0Ω．
（4）將滑動變阻器等效到電源的內(nèi)部，則內(nèi)阻r=10Ω，電源的電動勢為5.0V，作出該電源的U-I關(guān)系式為U=5-10I，作出圖線如圖所示，與黑箱B的U-I圖線交于P，P點的橫坐標(biāo)為0.4A，縱坐標(biāo)為1V，則黑箱B消耗的功率P=UI=0.40W．
故答案為：I．（1）ABC；      （2）秒表、天平； 重錘；
II．（1）如圖所；
（2）A；    （3）E=5.0V，r=5.0Ω；   （4）約0.40W（0.39～0.41均可）；

點評：本題考查了力學(xué)和電學(xué)兩個實驗，關(guān)于電學(xué)實驗，難度較大，關(guān)鍵掌握實驗的原理，通過作圖分析求解．