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1、简答题 图中R为已知电阻,Rx为待测电阻,K1为单刀单掷开关,K2为单刀双掷开关,V为电压表(内阻极大),E为电源(电阻不可忽略).现用图中电路测量电源电动势ε及电阻Rx

(1)写出操作步骤:
(2)由R及测得的量,可测得ε=______,Rx=______.
参考答案:(1)将电压表直接接在电源两端测出电源的电动势;再测出R与Rx两端的电压,同理测出Rx两端的电压,由串并联电路的规律可得出电阻Rx.
故步骤为:
①K1断开,K2接到a端,记下电压表的读数U1;②K2仍接到a端,闭合K1,记下电压表的读数U2;③K1仍闭合,K2接到b端,记下电压表的读数U3.
(2)电压表第一步测出的即为电源电动势,故E=U1;
?由串联电路的规律可知:U3RX=U2R+RX
解得:
RX=U3U2-U3R
故答案为:(1)①K1断开,K2接到a端,记下电压表的读数U1;②K2仍接到a端,闭合K1,记下电压表的读数U2;③K1仍闭合,K2接到b端,记下电压表的读数U3.
(2)U3U2-U3R
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (12分)如图(a)所示,A、B为水平放置的平行金属板,板间距离为d(d远小于板的长和宽).在两板之间有一个带负电的质点P.已知若在A、B间加电压U0,则质点P可以静止平衡.现在A、B间加上如图(b)所示的随时间t变化的电压u.在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速度为零.已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰,求图(b)中u改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式.(质点开始从中点上升到最高点,及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中,电压只改变一次.)
参考答案:
;



本题解析:由已知可得:
,因此在两板间有电压2U0时,质点所受的合外力将是mg,方向竖直向上,加速度为g,方向竖直向上;而两板间无电压时,质点所受的合外力也是mg,方向竖直向下,加速度为g,方向竖直向下。
如右图所示:为使质点在两板间以最大幅度运动,t=0开始应使质点先匀加速上升d/4到Q,再匀减速上升到M。设匀加速、匀减速的时间均为
,
, (2分)
得
; (1分)
从上极板运动到下极板过程中,质点先匀加速下降d/2到P,再匀减速下降到N。设匀加速、匀减速的时间均为
,

,得
。?(2分)
按照题目要求,可知
;?(1分)
,?(2分)
?(1分)
同理,以后每相邻的t之间的时间间隔是
,?(2分)
所以有:
?(1分)
点评:难题。物理图像是表达物理过程、规律的基本工具之一,用图像反映物理过程、规律,具有直观、形象的特点,带电粒子在交变电场中运动时,受电场力作用,其加速度、速度等均做周期性变化,借助图像来描述它在电场中的运动情况,可直观展示物理过程,从而获得启迪,快捷地分析求解.
本题难度:一般
3、简答题 电动自行车现在已经成为人们时尚的代步工具,其中的电池是铅蓄电池,用三块或四块铅蓄电池联后给电动自行车供电.某兴趣小组将一辆旧电动自行车的电池拆下后充满电,测量其中一块铅蓄电池的电动势和内阻.
(1)用多用电表直流电压50V挡测量该蓄电池的电动势,电表的指针如图甲所示,其读数为______V.
(2)用图乙所示的电路测量该蓄电池的电动势E和内阻r,图中R0为保护电阻,其阻值为5Ω.改变电阻箱的阻值R,测出对应的电流I,根据测量的数据作出该蓄电池的
-R图线,如图丙所示.由图线可求得该电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
(3)本实验中测得的电池内阻比真实值______(填“大”或“小”或“相等”)

参考答案:(1)根据电表读数规则可知电表读数为U=9.6V(9.4~9.7均可)
(2)根据闭合电路欧姆定律有E=I(r+R?0+R),整理为1I=1ER+r+R?0E,可见图线的斜率K=1E=0.99=0.1,故E=10V,r+R?0E=0.9,解得r=4Ω.
(3)本实验中测得的内阻是电源与电流表的串联电阻,故测量值比真实值偏大.
故答案为(1)9.6(9.4~9.7均可)
?(2)10,4
? (3)大
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 有一蓄电池,当移动6C电荷时非静电力做功是12J,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.25A,供电30min,非静电力做功多少?
参考答案:已知q=6C,非静电力做功为:W=12J
则该蓄电池的电动势为:E=Wq=126V=2V
由E=Wq,q=It得非静电力做功为:
W非=EIt=2×0.24×30×60J=864J
答:该蓄电池的电动势是2V,非静电力做功为864J.
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 I.教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干。为了完成 “验证机械能守恒定律”的实验,你还必须领取?1?,正确安装实验装置后,在释放纸带之前,应把重物提高到?2?的地方。某同学选用不同的器材,在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带,第一个打点均为
,在甲纸带上任选6个连续的打点
,它们到
的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm;同样在乙纸带上任选6个连续的打点
,它们到
的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36
.10cm。
根据甲纸带的数据可知,
的重物由
点运动到
点重力势能的减少量等于
?3?,动能的增加量等于?4?(当地的重力加速度取
)。分析这位同学的两组实验数据,指出哪组不符合实验要求,并说明原因。
II.现有如下所示的实验器材(示意图),要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验

(1)请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接。
(2)若测得的实验数据如下表,请用作图法求出干电池的电动势和内阻。
电压(U / V)
| 1.48
| 1.44
| 1.38
| 1.30
| 1.20
| 1.08
|
电流(I /A)
| 0.05
| 0.10
| 0.15
| 0.25
| 0.35
| 0.50
|
(3)若上图中所给的电流表已被损坏,用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻?如能的话,请选定器材并给出电路图。
参考答案:I1低压交流电源
2靠近打点计时器
3
4
5通过乙纸带的数据计算可知:其对应的重物在运动过程中,重力势能的减少量比动能的增加量大得多,不符合实验要求的阻力远小于重力的条件。出现这种情况的原因可能有:选择的重物密度太小;打点计时器的安装及实验过程中没有考虑去除阻力的影响。
II.(1) 如图

(2) 如图
,
(3) 能,选择图中1电池、2电键、4电压表和5电阻箱等实验器材。

本题解析:略
本题难度:一般