Question

（1）在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中
①為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長木板一端適當墊高，使小車在______（填“掛”或“不掛”）鉤碼的情況下做______運動；
②某次實驗中所用交流電的頻率為50Hz．得到的一條紙帶如圖1所示，在各計數點中還有四個點未畫出，則小車在打計數點D時小車的速度大小為______m/s，小車運動的加速度大小為______m/s²（保留三位有效數字）
（2）某同學想通過“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的方法來測量一小燈泡的額定功率．所用器材如下：
A．待測小燈泡一只：額定電壓為2.5V，電阻約為幾歐
B．電壓表一只：量程為3V，內阻約為3kΩ
C．電流表一只：量程為0.6A，內阻約為0.1Ω
D．滑動變阻器一只，干電池兩節，開關一個，導線若干
請在圖2中補全測量小燈泡額定功率的電路圖．
①圖2中開關S閉合之前，滑動變阻器的滑片應置于______（選填“A端”、“B端”或“AB正中間”）；
②該同學通過實驗作出了小燈泡的伏安特性曲線，如圖3所示，則小燈泡的額定功率為______W；若將小燈泡直接與電動勢E=3.0V，內阻r=7.5Ω的電源相連，小燈泡的功率為______W．（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】分析：（1）平衡摩擦力時，不掛重物，把木板的一端墊高，讓小車在木板上做勻速直線運動；根據勻變速直線運動的推論求出小車的瞬時速度與加速度；
（2）根據燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法，補全電路圖；
①滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關前，分壓電路所分電壓應為最小；
②由圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，由P=UI求出燈泡額定功率；在燈泡的I-U圖象上作出電源的I-U圖象，兩圖象的交點坐標是燈泡與該電源組成閉合回路時，燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，由P=UI求出燈泡的實際功率．
解答：解：（1）①平衡摩擦力時，將帶滑輪的長木板一端適當墊高，使小車在不掛鉤碼的情況下做勻速直線運動；
②計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s；
小車在打計數點D時小車的速度v_D===3.90m/s；
小車的加速度a===12.6m/s²；
（2）燈泡電阻約為幾歐姆，電壓表內阻約為3kΩ，電流表內阻約為0.1Ω，電壓表內阻遠大于燈泡電阻，電流表應采用外接法，電路圖如圖所示．
①圖2中開關S閉合之前，滑動變阻器的滑片應置于B端；
②由圖3所示圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應的電流為0.42A，則燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.41A≈1.1W；
在燈泡的I-U圖象坐標系內，作出電動勢為E=3.0V，內阻為r=7.5Ω的電源I-U圖象如圖所示，由圖象可得：
燈泡兩端電壓為1V，通過燈泡的電流為0.24A，則燈泡實際功率P′=U′I′=1V×0.24A=0.24W（0.22W～0.30W均可）；
故答案為：（1）①不掛；勻速直線； ②3.90；12.6；
（2）電路圖如圖所示；①B；②1.1；0.24（0.22～0.30均可）．
點評：（1）要掌握平衡摩擦力的方法，掌握勻變速運動的兩個重要推論；
（2）要學會應用圖象法處理實驗數據．