解题思路:(1)①由题意知,该实验验证拉力做的功与滑块动能的变化是否相等,从而验证动能定理.在所需的器材中缺少测量器材,如:物体的质量需要天平,纸带处理求速度需要刻度尺.
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等
对滑块:T=Ma
对沙桶:mg-T=ma
解得:T=[Mmg/M+m]=[mg
1+
m/M
],知,m远小于M,拉力基本等于 沙和沙桶的总重力.
该实验中,未考虑摩擦力,所以实验前必须平衡摩擦力.
③该实验中验证滑块动能的变化和所受的合力功是否相等.
(2)①理想电流表和定值电阻构成一电压表,可测量外电压.
②在硅光电池的U-I图象,当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.
③通过作图求解,作出电阻为6Ω它两端的电压和通过它电流的图线,与图乙中U-I图线有交点,交点对应电压电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流.
(1)①测量滑块、沙和沙桶的质量需要天平,纸带处理需要测量计数点间的距离需要刻度尺.
②对滑块:T=Ma,对沙桶:mg-T=ma解得:T=[Mmg/M+m]=[mg
1+
m/M],知,m远小于M,拉力基本等于 沙和沙桶的总重力.该实验中,未考虑摩擦力,所以实验前必须平衡摩擦力.
③该实验中验证滑块动能的变化和所受的合力功是否相等,所以最终要验证的数学表达式为 mgL=
1
2M
v22−
1
2M
v21
(2)①理想电流表和定值电阻构成一电压表,可测量外电压.所以U=I1R0.
②在硅光电池的U-I图象,当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.所以E=2.9V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r=4.0Ω.
③作出6Ω定值电阻的U-I图线,是一条过原点的直线,该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点,交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流.所以r=[E−U/I]=5.6Ω.
故本题答案为:(1)①天平,刻度尺②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,平衡摩擦力③mgL=
1
2M
v22−
1
2M
v21(2)①I1R0②2.9,4.0③5.6.
点评:
本题考点: 测定电源的电动势和内阻;探究功与速度变化的关系.
考点点评: 解决本题的关键掌握验证“动能定理”和测量电源电动势和内阻的实验原理.
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