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实验题增分练(四)1为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的,某同学利用DIS设计了一个实验,实验装置如图甲所示,图中A为电磁铁,B为光电门。有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H,光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g,且小球直径d远小于A、B间的距离H。则:(1)小球经过光电门B时的速度vB_。(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图乙所示,当图线斜率k_时(用已知量g、d表示),可判断小球下落过程中机械能守恒。(3)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep,增加下落高度后,EpEk将_(选填“增加”“减小”或“不变”)。解析:(1)已知经过光电门时的时间和小球的直径,则可以用平均速度表示经过光电门时的速度,故vB。(2)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒,则有:mgHmvB2;即2gH2解得:H结合图像,则有:k。(3)由于该过程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多,故增加下落高度后,EpEk将增加。答案:(1)(2)(3)增加2根据所学知识回答下列问题:(1)某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表V1B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表V2C量程为3 V、内阻为3 k的电压表V3那么他选择的电压表应该是_(填A、B或C),将它串联一个R_k的电阻就可以改装成量程为9 V的电压表。(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),来测量一电源的电动势及内阻,在下面线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值为15.0 ;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 ,则电源的电动势E_V,内阻r_。解析:(1)V1、V2的内阻不确定而量程又不合适,故应选择量程为3 V的电压表C进行改装,串联电阻可列式为,得R6 k。(2)本实验的原理为:UEIr,利用变阻箱和电压表可获取电流I,故电路如图示结构。(3)设U0为改装电压表的示数,E为电源电动势,则电阻箱两端电压为3U0,把两组实验数据分别代入3U0Er有31
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