问题 问答题

Ⅰ、某同学为估测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用500ml的玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.00s滴一滴.该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车在同一路面上沿直线滑行.如图1为某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点)设该同学质量为50kg,摩托车质量为150kg,g=10m/s2.根据该同学的实验结果可估算(空气阻力不计,保留三位有效数字)

①骑摩托车加速时的加速度大小为______,

②摩托车加速时的牵引力大小为______.

Ⅱ、在“测量金属丝的电阻率”的实验中:

(1)已知电阻丝的电阻约为10Ω,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的器材有______(只填代号)

A、量程是0~0.6A,内阻是0.5Ω的电流表

B、量程是0~3A,内阻是0.1Ω的电流表

C、量程是0~3V,内阻是6KΩ的电压表

D、量程是0~15V,内阻是30KΩ的电压表

E、阻值为0~1KΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器

F、阻值为0~20Ω,额定电流为2A的滑动变阻器

G、蓄电池(6V)

H、开关一个,导线若干

(2)请根据现有器材,设计最佳实验电路,并连接好如图2的电路实物图;

(3)实验的主要步骤如下:

①首先他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,用螺旋测微器在金属丝不同位置测出金属丝的直径d各三次求平均值.

某次示数如图3所示.金属丝的直径是______mm.

②用毫米刻度尺测量______的长度,反复测量3次,求出其平均值l.

③断开开关,将实验器材连接成实验电路,

④闭合开关,调节______,使电流表和电压表有合适的示数,读出并记下这组数据.

⑤改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,测出6组数据,并记录在表格中.

⑥断开电键S,求出导线电阻R的平均值.

(4)试用测得的R、l、d值写出电阻率计算表达式:______

答案

Ⅰ①加速时,由△x=a

t2
得a=
△x
t2
=
(12.11+15.89)-(4.52+8.31)
4
m/
s2
=3.79m/s2

②减速时,加速度

a
=
△x
t2
=
(10.17+9.98)-(9.79+9.61)
4
=0.188m/
s2
,由牛顿第二定律得阻力f=m
a
(1)

加速时由牛顿第二定律得F-f=ma (2)

联立(1)(2)并将数值代入求得F=796N.

Ⅱ(1)根据题意电路中最大电流

Im
=
E
R
=
6
10
=0.6A,故电流表应选A,显然电压表应选C,根据电流表0.2≤
E
R+r
≤0.4,得电路电阻范围15Ω≤R≤3Ω,所以滑动变阻器应选限流式接法,变阻器应选F,当然还应选G、H.即应选ACFGH.

(2)因待测电阻阻值远小于电压表内阻,故电流表应用外接法,变阻器应用限流式,实物图如图所示,

(3)①螺旋测微器读数为d=20.0×0.01mm=0.200mm

②用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度

④应调节滑动变阻器,使电流表和电压表有合适的示数

(4)由电阻定律R=

ρL
S
及S=
1
4
πd2
,联立可得ρ=
πd2R
4l

故答案为Ⅰ①3.79m/

s2
,②796N

Ⅱ(1)ACFGH

(2)如图.

(3)①0.200 ②接入电路中的被测金属导线.④滑动变阻器.

(4)ρ=

πd2R
4l

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