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首页 高中物理知识 实验：验证机械能守恒定律 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线 试题正文
  • 问答题
    （1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．
    现有器材：
    直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
    电压表
    魔方格
    （量程6V，内阻约为4×104Ω）；
    电流表
    魔方格
    （量程300mA，内阻约为2Ω）；
    电流表
    魔方格
    （量程600mA，内阻约为1Ω）；
    滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
    电子键S，导线若干．
    ①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是______．
    ②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
    （2）某同学用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
    ①他进行了下面几个操作步骤：
    A．按照图示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
    C．用天平测出重锤的质量；
    D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
    E．测量纸带上某些点间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
    其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
    ②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度______m/s，计算出该对应的
    1
    2
    v2    =______ m2/s2，gh=______ m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式______，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8m/s2）
    ③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
    v2
    2
    为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图4中的______．
    ④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______．如果d、t、h、g存在关系式______，也可验证机械能守恒定律．
    ⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：______．

    魔方格

    本题信息：2013年丰台区一模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．现有器材：直流电源E（电动势6V，内阻不计）；电压表（量程6...” 主要考查您对

实验：验证机械能守恒定律

实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线

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  • 实验：验证机械能守恒定律
  • 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
验证机械能守恒定律：

实验目的：
验证机械能守恒定律。
实验原理： 
当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh=mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如图所示。

实验器材：
铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。
实验步骤：
1、按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3、接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。
4、重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6、应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2，进行比较。
注意项事：
1、打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3、因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。
实验目的：
1、描绘小灯泡的伏安特性曲线。
2、理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。
3、掌握仪器的选择和电路连接。
实验原理：
1、根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压U与电流I总有U=I?R，若R为定值时，U—I图线为一过原点的直线。小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其电阻也就随温度的升高而增大。而通过小灯泡灯丝的电流越大，灯丝的温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线（U—I曲线）应为曲线。
2、小灯泡（3.8V，0.3A）电阻很小，当它与电流表（0.6A）串联时，电流表的分压影响很大，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。
3、实验电路如图所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出几组I、U值， 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象。 
            
实验器材：
小灯泡（3.8V，0.3A），电压表（0-3V-15V），电流表（0-0.6A-3A），滑动变阻器（20Ω），学生低压直流电源，电键，导线若干，坐标纸、铅笔。
实验步骤：
1、如图所示连结电路安培表外接，滑线变阻器接成分压式。电流表采用0.6A量程，电压表先用0～3V的量程，当电压超过3V时采用15V量程。
2、把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零
3、移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。
4、在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，在坐标纸上描出各组数据所对应的点。（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。）将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得小灯泡的伏安特性曲线。
4、拆除电路、整理仪器。
注意事项：
1、实验过程中，电压表量程要变更：U<3V时采用0—3V量程，当U>3V时采用0—15V量程。
2、读数时，视线要与刻度盘垂直，力求读数准确。
3、实验中在图线拐弯处要尽量多测几组数据（U/I值发生明显变化处，即曲线拐弯处。此时小灯泡开始发红，也可以先由测绘出的U—I图线，电压为多大时发生拐弯，然后再在这一范围加测几组数据）。
4、在电压接近灯泡额定电压值时，一定要慢慢移动滑动触头。当电压指在额定电压处时，测出电流电压值后，要马上断开电键。
5、画u—I曲线时不要画成折线，而应画成平滑的曲线，对误差较大的点应当舍弃。
实验数据记录和处理：

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