- 电火花计时器、电磁打点计时器
- 共88题
用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______．（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，打点记时器的打点周期为T，根据这些条件计算①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=______，重锤动能的增加量为△EK=______；②由于误差的存在，△EP______△EK （该空填“大于”“小于”或者“等于”）
正确答案
（1）B、应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C、因为我们是比较mgh、
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故D错误．
故选BCD．
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=mg（s0+s1）
利用匀变速直线运动的推论
vC=
EkC=
s1+ s2
4T
)2
重锤动能的增加量为△EK=EkC-0=
s1+s2
4T
)2
由于纸带通过时受到阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．
所以△EP大于△EK
故答案为：（1）BCD
（2）mg（s0+s1），
s1+s2
4T
)2，大于．
（1）打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点．利用打点计时器测定做匀加速直线运动小车的加速度．如图（1）为某同学做实验时打出的一条纸带，纸带上A、B、C、D是每打五次点的时间作为时间单位的计数点，从刻度尺中可以得到xAB=______cm、xCD=______cm，打C点的速度vC=______m/s，小车的加速度大小a=______
m/s2．
（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用两只弹簧分别钩住细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O点静止．
①此时必须记录的是（用表示序号的字母代替）______．
A．橡皮条的原长 B．橡皮条的伸长长度 C．橡皮条固定端位置 D．O点的位置 E．橡皮条伸长的方向 F．两条细绳间的夹角 G．两条细绳的方向 H．两弹簧秤读数
②某同学的实验结果如图（2）．图中______是力F1与F2合力的实验值．通过把F和F′进行比较来验证平行四边形定则．
正确答案
（1）由图可知，A、B、C、D四点对应的刻度分别是0cm、1.20 cm、2.90 cm、5.10 cm，
则xAB=1.20 cm，xBC=xC-xB=2.90 cm-1.20 cm=1.70 cm，
xCD=xD-xC=5.10 cm-2.90 cm=2.20 cm，
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vC=
根据匀变速直线运动中△x=aT2有：
xCD-xAB=2aT2所以a=
故答案为：1.20；2.20；0.195；0.50．
（2）①表示某个力时，标明力的大小、方向、作用点即标明力的三要素，同时只有明确了力的大小、方向、作用点才能做出平行四边形求出其合力大小，故该实验需要记录的是O点位置，细绳方向、弹簧秤的示数，故ABCEF错误，DGH正确．
故答案为：DGH．
②F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值（实际值）是指通过平行四边形得出的值，故F′是力F1与F2合力的实验值．
故答案为：F′．
一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动．现用打点计时器来测量它匀速转动的角速度．如图甲所示，纸带固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．使圆盘作匀速转动的同时让打点计时器开始打点，得到如图乙的一段纸带．已知圆盘半径r=5.50×10-2m，交流电频率是50Hz，则求得角速度为：______．如果实验测出的角速度值偏大，其原因可能是______．
正确答案
从图象可知，纸带上共有14个间隔，对应的长度：L=10.40cm，对应的时间：t=14T=0.28s，所以纸带的速度：v=
圆盘的角速度：ω=
如果实验测出的角速度值偏大，其原因可能数据处理时使用的时间偏小，即交流电的频率偏大．
故答案为：6.75rad/s；交流电的频率偏大．
电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时器，当电源频率为50Hz时，每隔0.1s取一个计数点，它们是图6中a，b，c，d，e等点，这段时间内加速度的平均值是______（取三位有效数字）．
正确答案
由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
设a到b之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x3-x1=2a1T2
x4-x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=
a=
故答案为：0.805m/s2
在“测定金属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3-5Ω的金属丝的电阻率，实验中所用的电压表规格：量程0-3V、内阻3kΩ；电流表规格：量程0-0.6A、内阻0.1Ω；还有其他一些器材：
（1）画出实验电路图；
（2）用螺旋测微器测得金属丝的直径
如图所示，可知金属丝的直径d=______mm；
（3）实验中还应测出的物理量是______；电阻率的计算公式为ρ=______．
正确答案
（1）因为
（2）固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.122mm，则此金属丝的直径为0.622mm．
（3）根据电阻定律，有
R=ρ
根据欧姆定律，有
R=
由上述两式解得
ρ=
实验中还应测出的物理量是电阻丝的长度L，电阻丝两端的电压U，流过电阻的电流I．
故答案为：（1）见上图
（2）0.622（0.621-0.623均正确），
（3）电阻丝的长度L，电阻丝两端的电压U，流过电阻的电流I．
扫码查看完整答案与解析