Question

（1）某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电火花打点计时器每隔0.02S打一个点．

请回答下列问题：
①电火花打点计时器的工作电压是______；
②根据纸带可以判断，实验时纸带的______端是和重物相连接（选填“左”或“右”）；
③若X2=4.80cm，则在纸带上打下计数点B时的速度VB=______m/s（计算结果保留三位有效数字）；
④若X1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为______．
（2）用如图1所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻Ro起保护作用．除电池、电流表（量程0～0.6A）、电压表（量程0～3V）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
a．定值电阻（阻值2Ω；额定功率5W）；
b．定值电阻（阻值10Ω；额定功率10W）；
c．滑动变阻器（阻值范围0～15Ω；额定电流2A）；
d．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω；额定电流1A）；
①为了准确地完成实验，Ro应选择______Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器．
②图2所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E=______V，r=______Ω
③按照此电路进行实验，电动势的测量存在系统误差，造成该实验系统误差的主要原因是______．

Answer

（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
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，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．
（2）干电池电动势一般约为1.5V，以此判定电压表量程；电流表量程、滑动变阻器与定值电阻选择时应兼顾电路安全和偏转范围．
【解析】
（1）①电火花打点计时器的工作电压是220V，
②从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大．
与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．
③利用匀变速直线运动的推论得：
vB=m/s
④要验证机械能守恒定律，则要求出重力势能的变化量，所以还要测出AB之间的距离；
（2）由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，故选1Ω；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～15Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．
（2）用光滑的直线连接描出的点，突然所示，则E=1.5V，r==0.5Ω
（3）关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小．本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测＜E真，r测＜r真．
故答案为：（1）①220V   ②左     ③1.20     ④AB之间的距离或hAB
（2）①2；  0～15   ②图线如图所示；1.50（1.48～1.52）；   0.50（0.48～0.52）③电压表的分流