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【典例佐证】
3. [2013·天津高考]要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω); 电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω); 电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ); 电键一个、导线若干。
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)。
A. 滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A) B. 滑动变阻器(最大阻值1750 Ω,额定电流0.3 A) (2)实验的电路图应选用下列的图 ________(填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是 ________ W。
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[解析] (1)测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求能较大范围测量数据,所以控制电路部分应用分压式接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的A。
U2P
(2)灯泡的电阻R=P=15 Ω,额定电流I=U=0.2 A,由R=15 Ω (3)在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图线,交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压,此时P灯=IU=0.1×1 W=0.1 W。 [键入文字] [答案] (1)A'(2)B'(3)0.1 4. [2013·四川高考]如图1所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验: [键入文字] (1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动。 (2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg。 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。 [键入文字] 分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致。 (3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)。 [解析] (1)取下细绳与托盘后,当摩擦力恰好被平衡时,小车与纸带所受合力为零,获得初速度后应做匀速直线运动。 (2)由题图2可知OF=55.75 cm,再结合vt/2=v可得打下计数OG-OE点F时的瞬时速度vF==1.051 m/s,故W=F×OF= 2T12 0.1115 J,ΔEk=MvF≈0.1105 J。 2 (3)根据牛顿第二定律有:对小车F=Ma,得a=1.0 m/s2;对托0.2F 盘及砝码(m+m0)g-F=(m+m0)a,故有m=-m0= kg g-a9.8-1.0-7.7×10-3 kg=0.015 kg。 [答案] (1)匀速直线(或匀速)'(2)0.1115'0.1105 (3)0.015 【技法阐释】 此类实验重在考查实验基本原理和思想方法的迁移应用,特点是“源于教材,但又高于教材”。这类题虽常考常新,但“题在书外,理在书中”,万变不离其宗。要做好这类题,首先要审清题意,明确实验目的,联想和迁移应用相关实验原理。另外,此类实验题还常是“穿着实验外衣”的计算题,这时把它看作一道应用性的物理问题,