I.利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截

I.利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截

题型:不详难度:来源:
I.利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改x,测出对应l,画l2-x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜k.
魔方格

(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速 v0=______.
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值.不计棉球与管壁的摩擦,重力加速g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强P=______.
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的P与实际压强相比______(填偏大、偏小).
II.用图(c)所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)电流表(量程0.6A、3A);
(b)电压表(量程3V、15V)
(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)
(d)定值电阻(阻值10Ω,额定功率l0W)
(e)滑动变阻器(阴值范围0一l0Ω、额定电流2A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择O一______V,电流表的量程应选择O-______A;定值电阻应选择______(填代表符号),滑动变阻器应选择______(填代表符号).
(2)引起该实验系统误差的主要原因是______.
答案
(1)棉球从B端飞出做平抛运动,根据平抛运动的基本公式得:
            l=v0t,h=
1
2
g2
           解得:v0=l


g
2h

    (2)设玻璃管内气体压强始终为p,不计棉球与管壁的摩擦,对棉球从静止到B点的运动过程运用动能定理得:
         (p-p0)Sx=
1
2
mv0 2
        (p-p0)Sx=
1
2
m(l


g
2h
2
         所以l2=
4(p-p0)Sh
mg
x=kx
         所以
4(p-p0)Sh
mg
=k
        解得:p=p0+
kmg
4Sh

     (3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,设摩擦力为f,所以除了压力做功外,摩擦力对棉球做负功,
      再运用动能定理得:
         (p-p0)Sx-fx=
1
2
mmv0 2      
            l2=
4h((p-p0)S-f)
mg
x=kx
          所以
4h((p-p0)S-f)
mg
=k
            解得:p=p0+
kmg+4fh
4Sh

      很明显,(2)中得到的p与实际压强相比偏小.
II.(1)因一节干电池的电动势约为1.5V,故电压表的测量量程不能太大,由题意可知,电压表的量程应选择O一3V,
当滑动变阻器全部阻值接入时,电路中电流最小约为0.15A,而量程0~3A的电流表太大,无法准确测量,故电流表的量程应选择O-0.6A;
定值电阻应选择阻值1Ω的,由于只有一节干电池,电动势为1.5V,电压不大,所以滑动变阻器选用阻值范围0一l0Ω的,
(2)引起该实验系统误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
故答案为:I.(1)l


g
2h

(2)p0+
kmg
4Sh

(3)偏小
II.(1)3,0.6,c,e
(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
举一反三
我们知道,将两个金属电极锌、铜插入一个水果中就可以做成一个水果电池(如图所示).现要测量水果电池的电动势和内阻,两位同学采用不同的方法进行探究.
(1)甲同学用量程为0~1V、内阻约10kΩ的电压表测水果电池的电压时读数为0.74V;用欧姆表直接测水果电池的两极,读得此时的读数为9kΩ;用灵敏电流表直接接水果电池的两极,测得电流为0.55mA.甲同学通过自己的分析认为该水果电池的电动势为0.74V,由全电路欧姆定律得内阻为r=
E
1
=
0.74
0.55×10-3
Ω=1.3kΩ
,此结果与欧姆表测量结果相差很大.请你帮助分析出现这个差距的原因.(只要说出其中的两点即可)①______;②______.
(2)乙同学利用课本上介绍的伏安法测水果电池的电动势和内阻,电路图和实物图如图所示.

魔方格

下表是测量某一水果电池时记录的数据.
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123456789
电压U/V0.3200.3400.3960.4400.4600.5000.5200.5700.610
电流I/mA0.4600.4000.3220.2700.2380.2040.1800.1320.100
下表是测量某一水果电池时记录的数据.
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123456789
电压U/V0.3200.3400.3960.4400.4600.5000.5200.5700.610
电流I/mA0.4600.4000.3220.2700.2380.2040.1800.1320.100
某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材有一个电压表V、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R0,一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验.

魔方格

测得的数据如下表所示:
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实验次数12345
U(V)0.671.001.331.501.60
R(Ω)1.02.04.06.08.0
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,测得最大路端电压为Ua=1.2V,最大电流为Ib=0.5A,实验共记录五组数据,作图得到伏-安图线,如图所示.则 a、b两状态时电池消耗的总功率之差为______W;测量范围内电池最大输出功率为______W.魔方格
在《测定电源电动势和内阻》的实验中,某同学所用的电路图如图所示,测得的数据如下表:
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U/V1.421.361.081.211.141.07
I/A0.040.080.120.160.200.24