Question

（1）某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置探究合外力做功與小車動能變化的關(guān)系．a(chǎn)為小車，b 為打點計時器，c為彈簧秤，d為平放在水平桌面上的長木板，e為小鉤碼．該同學(xué)實驗后利用紙帶進(jìn)行位移的測量及速度的計算．
①實驗中該同學(xué)還需要做的是

A

A．測出小車的質(zhì)量及記錄彈簧秤的讀數(shù)
B．測出小鉤碼的質(zhì)量及記錄彈簧秤的讀數(shù)
C．測出小鉤碼的質(zhì)量、小車的質(zhì)量及記錄彈簧秤的讀數(shù)
②若該同學(xué)通過正確計算后發(fā)現(xiàn)小車所受合外力做的功明顯大
于小車動能的變化量，你認(rèn)為主要原因是受

摩擦阻力

影響，實驗操作中改進(jìn)的措施是

平衡摩擦力

．
（2）在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，所使用的電流表內(nèi)阻約為幾歐姆，電壓表的內(nèi)阻約為十幾千歐．根據(jù)實驗所測8組數(shù)據(jù)，在圖2甲所示I-U坐標(biāo)系中，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線．
①請根據(jù)你的判斷在虛線框中畫出實驗電路圖，并根據(jù)電路圖在圖2乙中連線將實物圖補充完整．
②根據(jù)圖甲可確定小燈泡功率P與U²和I²的關(guān)系圖象，其中正確的是

D

③若將被測小燈泡與一定值電阻R和電源組成如圖丙所示的電路，已知電源電動勢為6.0V，內(nèi)阻1.0Ω．
現(xiàn)測得電路中的電流為0.40A，則定值電阻R所消耗的電功率約為

0.64

W．

Answer 1

分析：（1）①彈簧和細(xì)繩相連，彈簧的示數(shù)大小等于繩子的拉力大�。粚嶒炦^程需要測出小車質(zhì)量與測力計示數(shù)．
②由于平板處于水平狀態(tài)，小車運動過程中，受到小車與平板、紙帶與限位孔間的摩擦阻礙作用，可以利用重力的下滑分量來平衡小車受到的摩擦力，故最簡潔的方法是調(diào)節(jié)木板傾角，使小車恰能勻速下滑．
（2））①分析題目要求及原理，可得出實驗電路圖；由實物圖的連接方法可得出實物圖；
②由功率公式可得出功率與電流及電壓的關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析，即可得出正確結(jié)論；
②由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接利用歐姆定律；而是由圖象得出燈泡的電壓，再由閉合電路歐姆定律及串聯(lián)電路的規(guī)律可得出電阻兩端的電壓，由P=UI求出電功率．

解答：解：（1）①由裝置圖可知，彈簧和細(xì)繩相連，彈簧的示數(shù)大小等于繩子的拉力大小，因此為了得到小車受到的拉力，只要讀取彈簧秤的示數(shù)即可，實驗需要測量的量是：測出小車的質(zhì)量及記錄彈簧秤的讀數(shù)，故選A．
②由于板處于水平狀態(tài)，小車運動過程中，受到小車與平板、紙帶與限位孔間的摩擦阻礙作用，因此小車所受合外力做的功明顯大于小車動能的變化量，改進(jìn)方法是平衡摩擦力，把長木板不帶定滑輪的一端墊高，使小車恰能勻速下滑．
（2）①由題意可知，本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時由于燈泡內(nèi)阻較小，故電流表使用外接法，故電路圖如下圖所示；
根據(jù)電路圖連接實物圖如下圖；
②由于燈泡的電阻隨溫度的增加，由功率公式可得：P=I²R=

U2

R

；故在P-I²圖象中，圖象的斜率表示電阻，故斜率變大，故D正確；而在P-U²圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故圖象中斜率應(yīng)越來越小，故AB均錯誤；故選D；               
③由燈泡的伏安特性曲線可知，燈泡的電流為0.4A，則電壓為4V；電源的內(nèi)電壓U_內(nèi)=Ir=0.4×1=0.4V；故定值電阻兩端的電壓為6-4-0.4=1.6V；
故定值電阻的功率P=UI=1.6×0.4=0.64W    
故答案為：（1）①A；②摩擦阻力；平衡摩擦力；（2）①電路圖如圖所示；②D；③0.64．

點評：（1）解答實驗的關(guān)鍵是明確實驗原理，該題的巧妙之處在通過滑輪測量繩子上的拉力大小，是考查學(xué)生創(chuàng)新能力的好題．
（2）電學(xué)實驗中要明確分壓接法的應(yīng)用條件；并注意在實驗中應(yīng)用所學(xué)過的物理規(guī)律．注意學(xué)會從數(shù)學(xué)函數(shù)的角度分析物理圖象問題，并區(qū)分曲線上某點與原點連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同．