Question

（1）某同学设计了如图甲所示的装置来验证“加速度与力的关系”．把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在车的左端．将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上．在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小．
①采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比______（填选项前的字母）
A．可以不用平衡摩擦力
B．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力，可以减少误差
C．利用此实验装置不用测量重物的质量
D．重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②图乙是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知打点计时器使用的交流电源的频率为50H_Z，则小车运动的加速度a=______m/s²．
③保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．请同学们根据测量数据做出a-F图象．
④试分析上图中图象不过坐标原点的原因：
______
（2）在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：
A．干电池
B．电流表（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流Ig=200μA、内阻r_g=500Ω）
D．滑动变阻器（0～20Ω、2.0A）
E．电阻箱R
F．开关、导线若干
①由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为______Ω的电阻．
②改装后采用如图甲所示电路进行测量，请在乙图上完成实物连线．

③在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动
至______（填“a端”、“中央”或“b 端”）．
④丙图为该实验绘出的I₁-I₂图线（I₁为灵敏电流计G的示数，I₂为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=______ V，内电阻r=______Ω．

Answer

（1）题关键是明确实验原理，只有平衡摩擦力后细线对小车的拉力才为小车受到的合力，采用数显测力计后可以直接读出细线的拉力，因此不再需要测出重物的质量，也不需要满足重物质量远小于小车质量的条件，再就是应明确a-F图线不过原点的含义．
（2）题的难点是根据闭合电路欧姆定律写出两电流表之间的关系式，然后整理出与间的函数关系式，根据图象求出斜率和截距，再联立求解即可．
【解析】
（1）①采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比，可以直接测量出小车（包括测力计）所受的拉力，不需要再满足重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量的条件，也不需要测量重物的质量，从而减少了实验的系统误差，故BC正确，D错误，
但仍需要平衡摩擦力，否则细线拉力就不是小车受到的合力，故A错误．
②取计数点2到6研究，=（2.14+2.53）cm=4.67cm，=（2.92+3.31）cm=6.23cm，t=2×0.1s=0.2s，由△S=a得a==0.39m/
③根据测量数据做出a-F图象如图所示，

④由图象知当拉力不为零时加速度a=0小车仍未动，说明实验时没有平衡摩擦力或木板的倾角太小．
（2）①根据欧姆定律有U=．（+R），解得R=9500Ω，即需串联一个阻值为9500Ω的电阻．
②实物连线如图

③闭合开关S前应将滑动变阻器的滑动片运动a端，以使电路中的电流最小而保护电流表．
④根据闭合电路欧姆定律有E=（+）r+．（+R），可=-+，根据图象求出纵轴截距为147μA，=147A，图象斜率大小为K=80，即=80，两式联立解得r=0.80Ω（0.80～0.87均可），E=1.47V（1.46～1.49均可）
故答案为（1）①BC，②0.39 ③如图，④没有平衡摩擦力或木板的倾角太小．
        （2）①9500，②如图，③a端，④1.47V（1.46～1.49均可），0.80Ω（0.80～0.87均可）．