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为了探究能量转化和守恒规律,某学习研究小组设计如图1所示装置进行实验. (1)为...

为了探究能量转化和守恒规律,某学习研究小组设计如图1所示装置进行实验.
(1)为了测定整个过程电路产生的焦耳热,需要知道螺线管线圈的电阻.用替代法测线圈电阻Rx的阻值可用如图2所示电路,图中R5为电阻箱(R5的最大阻值大于待测电阻尺Rx的阻值),S2为单刀双掷开关,R为滑动变阻器.为了电路安全,测量前应将滑动变阻器的滑片P调至______,电阻箱R5阻值应调至______(选填“最大”或“最小”).闭合S1开始实验,接下来有如下一些操作,合理的次序是______(选填字母代号):
A.慢慢移动滑片P使电流表指针变化至某一适当位置
B.将S2闭合在1端
C.将S2闭合在2端
D.记下电阻箱上电阻读数
E.调节电阻箱R5的值,使电流表指针指在与上一次指针位置相同
(2)按图l所示装置安装实验器材后,将质量为0.50kg蝇的条形磁铁拖一条纸带由静止释放,利用打点计时器打出如图3所示的纸带.磁铁下落过程中穿过空心的螺线管,螺线管与10Ω的电阻丝接成闭合电路,用电压传感器采集数据得到电阻两端电压与时间的U-t 图,并转换为U 2-t,如图4所示.
①经分析纸带在打第14点时,条形磁铁已经离线圈较远了,打第14点时磁铁速度为______米/秒.0-14点过程中,磁铁的机械能损失为______焦耳.
②若螺线管线圈的电阻是90fl,又从图4中扩一‘图线与时间轴所围的面积约为103格,可以计算磁铁穿过螺线管过程中,在回路中产生的总电热是______焦耳.
③实验结果机械能损失与回路中电流产生的热量相差较大,试分析其原因可能有______manfen5.com 满分网
(1)本实验利用了等效替代法,借助电阻箱的示数利用等效替代的方法间接测量待测电阻Rx; 如图所示电源电压保持不变,利用电流等效;即①先把开关S接2点,读出电流表的示数为I(此电流为Rx、R共同作用的效果);②然后再把开关S接1点,调节电阻箱,使电流表的示数仍变为原来的数值I(此电流为R、R共同作用的效果);③既然Rx和R共同作用的效果与R、R共同作用的效果相同,即Rx=R. 本实验中利用了电阻箱R阻值等效替代了待测电阻Rx,测量方法突破常规思维,非常独特、新颖. (2)纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值. 根据机械能的定义求出损失的机械能. 【解析】 (1)为了电路安全,测量前应将滑动变阻器的滑片P调至a端达最大值,电阻箱R5阻值应调至最大. 闭合S1开始实验,接下来有如下一些操作,合理的次序是CABED. (2)①利用匀变速直线运动的推论得: 打第14点时磁铁速度为:v14===2.0m/s Ek14=mv142 重力势能减小量:△Ep=mgh14, 0-14点过程中,磁铁的机械能损失为:△E=△Ep-Ek14=0.18J ②根据p=t得回路中产生的总电热可以看成是图线与时间轴所围的面积比上电阻,所以在回路中产生的总电热是0.10J. ③实验结果机械能损失与回路中电流产生的热量相差较大,其原因可能是纸带克服摩擦力做功;磁铁克服空气阻力做功;在电磁感应过程中存在电磁辐射. 故答案是:(1)a端,最大,CABED (2)①2.0,0.18,②0.10 ③纸带克服摩擦力做功;磁铁克服空气阻力做功;在电磁感应过程中存在电磁辐射.
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考点分析:
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(1)某班同学在做“练习使用多用电表”的实验.
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测试点    
多用表
表盘指示
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①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻RX的阻值,当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时,多用电表指针示数如图1所示,此被测电阻的阻值约为______Ω.
②某同学按如图2所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯都不亮.该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障.检查前,应将开关S______.(选填“闭合”或“断开”)
③若②中同学检查结果如图所示,由此可以确定______manfen5.com 满分网
A.灯A断路        B.滑动变阻器断路       C.灯A、B都断路    D.d、e间导线断路
(2)某实验小组利用如图3甲所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.
①由图3甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24cm,由图3乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图3甲所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1,遮光条通过光电门2的时间△t2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=______,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=______,则滑块的加速度的表达式a=______
2
-v
2
1
2s 查看答案
I.(1)一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连,通过打点计时器打下一系列点,从打下的点中选取若干计数点,如图1中A、B、G、D、层所示,纸带上相邻的两个计数点之间有四个点未画出.现测出AB=2.20cm,AC=6.40cm,AD=12.58cm,AE=20.80cm,已知打点计时器电源频率为50Hz,请回答下列问题:
①打D点时,小车的速度大小为______m/s;
②小车运动的加速度大小为______m/s2.(①②均保留两熊有效数字)
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(2)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图2所示的实验装置,图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止,本探究实验是通过比较两小车的位移大小来比较小车加速度的大小.能进行这样的比较.是因为?______
II.有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值Rx
(1)若已知这段导体的电阻约为30Ω,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是______.(只填写字母代号)
A.电池(电动势14V、内阻可忽略不计)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~100m A,内阻约12Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
G.滑动变阻器(0~500Ω,允许最大电流0.5A)
(2)请在答题卡方框中画出测这段导体电阻的实验电路图(要求直接测量的变化范围尽可能大一些).
(3)根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图3所示,发现MN段明显向上弯曲.若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是______
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如图所示,A为位于一定高度处的质量为m、带电荷量为+q的小球,B为位于水平地面上的质量为M的用特殊材料制成的长方形空心盒子,且M=2m,盒子与地面间的动摩擦因数μ=0.2,盒内存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E=manfen5.com 满分网,盒外没有电场.盒子的上表面开有一系列略大于小球的小孔,孔间距满足一定的关系,使得小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触.当小球A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间,盒子B恰以v1=6m/s的速度向右滑行.已知盒子通过电场对小球施加的作用力与小球通过电场对盒子施加的作用力大小相等方向相反.设盒子足够长,取重力加速度g=10m/s2,小球恰能顺次从各个小孔进出盒子.试求:manfen5.com 满分网
(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间;
(2)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子,盒子通过的距离;
(3)盒子上至少要开多少个小孔,才能保证小球始终不与盒子接触.
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如图,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v=2m/s 的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,OC与竖直方向成60°角,最后小物块滑上紧靠光滑圆弧轨道末端D 点的固定水平轨道,已知水平轨道与小物块间的动摩擦因数μ=0.2,圆弧半径R=0.4m,不计空气阻力,g取10m/s2.求物块在水平轨道上滑行的距离.

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如图所示,质量为mA=4kg,长为l=1.5m的长木板A放在水平面上,将质量为mB=2kg的物块B(可视为质点)放在木板的左端,用轻绳通过滑轮将A、B连接,B与A,A与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.4,今对滑轮施加一个28N的水平恒力F,如图所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦,取g=10m/s2,则:
( l)施加恒力F后,B对A和水平面对A的摩擦力各多大?
( 2)计算施加恒力F后,物块B运动到木板A的右端所需的时间.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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