(2011?重慶模擬)(1)某同學(xué)利用驗證機械能守恒定律的實驗裝置來側(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋撏瑢W(xué)在通過實驗得到的紙帶上選取6個點,如題22圖1所示,每兩個相鄰點的時間間隔均為T,其中點A、B、C相鄰,點D、E、F相鄰,在點A之前、點C和點D之間還有若干不清晰的點.若測得點A、C之間的距離為S1,點D、F之間的距離為S2,點B、E之間的距離為S3,則:①打點E時物體速度的表達式是vE=
S2
2T
S2
2T
;
②重力加速度的表達式是g=
S22-S12
8T2S3
S22-S12
8T2S3

( 2 )研究小燈泡的伏安特性曲線,進行了以下操作:
①用多用電表的歐姆檔測某一額定電壓為3V的小燈泡的電阻,選擇開關(guān)置于“×l”倍率檔位時,讀數(shù)情況如圖2所示,則小燈泡的電阻RL=
4.0
4.0
Ω;接著再用該電表測量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值,則選擇開關(guān)應(yīng)該置于
×100
×100
倍率檔位;換檔后,在測電阻之前,應(yīng)該先
歐姆調(diào)零
歐姆調(diào)零

②在描繪該小燈泡的伏安特性曲線時,將 ①中的小燈泡接入如圖3所示的電路進行實驗,得到如下表的數(shù)據(jù),請在所給的坐標系中描繪出小燈泡的伏安特性曲線.

③若將該小燈泡直接接到電動勢E=3V,內(nèi)阻r=10Ω的電源兩端,則該燈泡實際消耗的功率P=
0.22
0.22
 W.(保留2位有效數(shù)字)
分析:(1)紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能.根據(jù)機械能守恒定律求出重力加速度的表達式;
(2)換檔后要電路變化了要重新進行歐姆調(diào)零.再測量讀數(shù),讀數(shù)要乘以倍率.用描點法作出圖象.
解答:解:(1)①根據(jù)瞬時速度等于平均速度得:vE=
S2
2T
,vB=
S1
2T

②物體做自由落體運動,機械能守恒,則有:
mgS3=
1
2
mvE2
-
1
2
mvB2

解得:g=
S22-S12
8T2S3

(2)①圖示讀數(shù)為:4.0×1=4.0Ω,測量阻值約1.8kΩ的電阻的阻值時,選擇開關(guān)應(yīng)該置于×100檔,換檔后要電路變化了要重新進行歐姆調(diào)零.
②將表中數(shù)據(jù)描點后用平滑的曲線連接即可,圖象如圖所示:
③畫出電源的U-I曲線,與小燈泡伏安曲線的交點對應(yīng)的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流,根據(jù)P=UI即可求得實際功率;
根據(jù)閉合電路歐姆定律得:U=E-Ir,則有U=3-10I,畫出U-I圖象如圖所示,
交點對應(yīng)的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流,所以小燈泡兩端電壓為1.3V,電流I=O.17A,
所以實際功率為:P=UI=1.3×0.17W=0.22W
故答案為:(1)①
S2
2T
;②
S22-S12
8T2S3
;(2)①4.0Ω,×100,歐姆調(diào)零;②如題所示;③0.22
點評:(1)紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題.我們可以紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度.
(2)學(xué)會多用電表的使用,能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)用描點法作圖.
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