Question

Ⅰ．用如圖所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律．
①為消除摩擦力的影響，實驗前平衡摩擦力的具體操作為：取下______，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做______運動．
②某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中描點并作出a-圖線，從a-圖線求得合外力大小為______N（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
Ⅱ．某物理興趣小組的同學(xué)想用如圖甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性．
（1）請按電路原理圖將圖乙中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整．為了保證實驗的安全，滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應(yīng)置于______端（選填“a”或“b”）

（2）正確連接電路后，在保溫容器中注入適量冷水．接通電源，調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù)，計算出該溫度下的電阻值，將它與此時的水溫一起記入表中．改變水的溫度，測量出不同溫度下的電阻值．該組同學(xué)的測量數(shù)據(jù)如下表所示，請你在圖丙的坐標(biāo)紙中畫出該熱敏電阻的R-t關(guān)系圖．對比實驗結(jié)果與理論曲線（圖中已畫出）可以看出二者有一定的差異．除了讀數(shù)等偶然誤差外，還可能是什么原因造成？______．

溫度/℃	30	40	50	60	70	80	90	100
阻值/kΩ	7.8	5.3	3.4	2.2	1.5	1.1	0.9	0.7

（3）已知電阻的散熱功率可表示為P_散=k（t-t），其中k是比例系數(shù)，t是電阻的溫度，t是周圍環(huán)境溫度．現(xiàn)將本實驗所用的熱敏電阻接到一個恒流電源中，使流過它的電流恒為40mA，t=20℃，k=0.16W/℃．由理論曲線可知：
①該電阻的溫度大約穩(wěn)定在______℃；    ②此時電阻的發(fā)熱功率為______W．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ．明確實驗原理，了解具體操作步驟的含義，尤其是實驗中如何進(jìn)行平衡摩擦力的操作；由F=ma可知，在a-圖象中，圖象的斜率表示物體所受合外力的大�。�
Ⅱ．（1）滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應(yīng)置于阻值最大處，以保護(hù)電路；
（2）根據(jù)描點法作出圖象，從電壓表的分流作用分析即可；
（3）作出P_散=k（t-t）的圖象，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，帶入公式即可求得此時的發(fā)熱功率．
解答：解：Ⅰ．①將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛砂桶的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力，這樣便平衡了摩擦力．
②用描點法畫出圖象如下所示：
由F=ma可知，在a-圖象中，圖象的斜率表示物體所受合外力的大小，
由圖象可知其斜率為k=0.3（0.28～0.32），故所受合外力大小為0.3N（0.28～0.32）．
Ⅱ．（1）滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應(yīng)置于阻值最大處，以保護(hù)電路，故置于a端；
（2）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示，兩者差異的原因是：電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大；或者隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更明顯，相對誤差更大；
（3）作出P_散=0.16（t-20）的圖象，如圖所示，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，所以該電阻的溫度大約穩(wěn)定在50℃； 
此時電阻的發(fā)熱功率為P_散=0.16×（50-20）W=4.8W
故答案為：Ⅰ．①砂桶；勻速直線；②描點、連線如圖所示； 0.30；
Ⅱ．（1）如圖所示；a；（2）如圖所示；電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大或隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更明顯，相對誤差更大；（3）①50；②4.8．
點評：在解決實驗問題時，一定先要通過分析題意找出實驗的原理，通過原理即可分析實驗中的方法及誤差分析，同時也加深了對具體實驗操作步驟的理解．