问题 问答题

(1)某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,如图所示.测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为______mm.

(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平

C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1

e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

①实验中还应测量的物理量是______.

②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______.

③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为______

(3)实验桌上有下列实验仪器:

A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω):

B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω:)

C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ):

D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A):

E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A):

F.开关、导线若干:

请解答下列问题:

①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是______(填代号),应选择的电流表量程是______(填量程),应选择的电压表量程是______(填量程).

②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V,内阻r=6Ω,某小灯泡的伏安特性曲线如图所示,将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为______W.(保留3位有效数字)

答案

(1)螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×44.6mm=0.446mm,最终读数为4.946mm.

(2)①因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=

L1
t1
,VB=
L2
t2
,即mAvA-mBVB=0.

所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2

②由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是mA

L1
t1
-mB
L2
t2
=0.

③根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=

1
2
mAVA2+
1
2
mB vB2

将vA=

L1
t1
,VB=
L2
t2
,代入上式得EP=
1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB (
L2
t2
2

(3)①由题,一方面,滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程,而实验时电路中的电流要达到电流表量程的一半,即0.3A左右,容易烧坏此变阻器,另一方面容易,该变阻器总电阻太大,调节时电路中电流表变化缓慢,不方便调节,而滑动变阻器D接入电路时,电路中最小电流约为Imin=

E
R+r
=0.14A,并不超过电流表的量程,故应选择的滑动变阻器是D.

应选择的电流表量程是0~0.6A,应选择的电压表量程是0~3V 

②小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态,

作出电源的U-I图象,读出交点处的电压和电流分别为:U=1.5V,I=0.25A,则小灯泡的功率为 P=UI=0.375W.

故答案为:(1)4.946

(2)①B的右端至D板的距离L2 

②mA

L1
t1
-mB
L2
t2
=0   

③EP=

1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB (
L2
t2
2

(3)①D,0~0.6A,0~3V 

②0.375W

单项选择题
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