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(1)如图甲所示,某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点时间间隔为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定).
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.(长度单位:cm)请你分析纸带数据,回答下列问题:
①该电动小车运动的最大速度为
1.5
1.5
m/s;
②该电动小车的额定功率为
1.26
1.26
W.
(2)用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:待测电阻Rx:阻值约为100Ω;电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;电流表A1:量程50mA、内阻r1=20Ω;电流表A2:量程300mA、内阻r2约为4Ω;定值电阻R0:阻值为20Ω;滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;单刀单掷开关S、导线若干.
①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3,试在如图丙中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注).
②若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx=
I2-I1
I1
R0-r1
I2-I1
I1
R0-r1

分析:(1)①最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度,由此根据纸带可求出小车最大速度.
②小车在摩擦力力作用下减速运动,根据牛顿第二定律可求出摩擦力的大小;当小车达到额定功率时有:P=Fv=fvm,据此可求出额定功率大小.
(2)用伏安法测量待测电阻,由于没有电压表,则需将电流表与定值电阻串联当电压表使用,用电流表A1测量通过待测电阻的电流,当电压表使用.根据欧姆定律求出待测电阻的阻值表达式.
解答:解:(1)①根据纸带可知,当所打的点点距均匀时,表示物体匀速运动,此时速度最大,故有:
vm=
x
t
=1.5m/s
②计数点间的时间间隔t=0.02×2=0.04s,从右端开始取六段位移,
根据逐差法有:a=
△x
T2
=
(5.78+5.35+5.04)-(4.71+4.40+4.07)
(3×0.04)2
=2.1m/s2,方向与运动方向相反.
由牛顿第二定律得:f=ma,将m=0.4kg代人得:f=0.84N.
当汽车达到额定功率,匀速运动时,F=f,P=Fv=fvm,代人数据解得P=1.26W.
(2)①测量电阻的基本原理是伏安法,所给器材没有电压表,可用电流表A2与A1示数之差乘以定值电阻R0相当于电压表,另一电流表测量电流.由于滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,小于Rx,故采用分压接法.因电流表A2的量程较大,可用来测量干路电流,电流表A1测量待测电阻Rx的电流.故测量电阻RX实验电路原理图如图所示:

②根据欧姆定律和并联电路电压相等得:RX=
(I2-I1)R0
I1
-r1=
I2-I1
I1
R0-r1

故答案为:(1)①1.5; ②1.26.(2)①如图所示;②
I2-I1
I1
R0-r1
点评:本题第一问考查了功、功率问题在实际中应用,知道在平直路面行驶的车子,功率一定,当牵引力与阻力相等时,速度最大;第二问关键掌握滑动变阻器分压式以及该实验的原理,运用欧姆定律进行分析求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个横向的电势差称为霍尔电势差.
(1)如图甲所示,某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中单位体积内自由电子的个数.
(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=
1nq
定义为该导体材料的霍尔系数.利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图14甲中的ab b′a′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度.如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直.这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内.
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位有何要求;
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度,除了要知道H、I、UH外,还需要知道哪个物理量,并用字母表示.推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式.

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科目:高中物理 来源: 题型:

光敏电阻是一种导电性能随入射光的强弱而改变的半导体器件.当光敏电阻受到光照时,其导电性能显著增强.光敏电阻的基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性等.

(1)如图甲所示,某同学想用多用电表研究光敏电阻的光照特性(光敏电阻的阻值与光照强弱的关系)时,应将多用表的选择开关置于合适的
欧姆
欧姆
档;将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,先用黑纸包裹着光敏电阻,此时表针指在某一位置;现拆下黑纸,并用手电筒照射光敏电阻,则表针将会向
(填“左”或“右”)偏转.
(2)用如图乙所示的电路探究该光敏电阻的伏安特性,要求光敏电阻两端的电压从0开始调节.请将图中所缺的导线补接完整.为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于
a
a
端(选填“a”或“b”).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)如图甲所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中s1=5.12cm,s2=5.74cm,s3=6.14cm,s4=7.05cm,s5=7.68cm,s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是
0.80
0.80
m/s,加速度大小是
0.64
0.64
m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(2)有人说矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题.他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm,用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图乙所示,摆球的直径为
20.2
20.2
mm.他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,当摆动稳定后,在摆球通过平衡位置时启动秒表,并数下“0”,直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表,秒表读数如图丙所示,读出所经历的时间t,则单摆的周期为
1.80
1.80
s,该实验测得当地的重力加速度为
9.86
9.86
m/s2.(保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省嘉兴市八校高二上学期期中联考物理试卷(带解析) 题型:实验题

光敏电阻是一种导电性能随入射光的强弱而改变的半导体器件。当光敏电阻受到光照时,其导电性能显著增强。光敏电阻的基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性等。

(1)如图甲所示,某同学想用多用电表研究光敏电阻的光照特性(光敏电阻的阻值与光照强弱的关系)时,应将多用表的选择开关置于合适的___________档;将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,先用黑纸包裹着光敏电阻,此时表针指在某一位置;现拆下黑纸,并用手电筒照射光敏电阻,则表针将会向__________(填“左”或“右”)偏转。
(2)用如图乙所示的电路探究该光敏电阻的伏安特性,要求光敏电阻两端的电压从0开始调节。请将图中所缺的导线补接完整。为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于      端(选填“a ”或“b”)。

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