Question

（1）某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．图乙为实验中得到的一条纸带，在纸带上用0、1、2、3、4、5、6…标出计数点．

①实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是

 

．
②规定打点1时重力势能为0，要计算出打点4时重物的机械能，在纸带上必须测出

 

．
③该同学根据测出的数据准确地计算出各计数点时重物的机械能，发现打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能小，其原因可能是

 

 （只要求说出一种原因）．
④若在数据处理时所用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，不考虑其它因素产生的误差，将使打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能

 

．
（2）如图丙所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R₀，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

U（V）	1.2	1.0	0.8	0.6
I（A）	0.10	0.17	0.23	0.30

①R₀的作用是

 

；
②用作图法在坐标系上作出U-I图（丁）线；
③利用图线，测得电动势E=

 

V，内阻r=

 

Ω．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：1、根据实验原理可知，需要知道打1、4时的速度大小和从1到4过程中重力势能的减小量，根据匀变速直线运动的推理，可知需要测量的物理量；该实验产生的误差主要是不可避免的存在摩擦阻力作用；若采用的重力加速度比实际的大，不考虑其它影响，后一个点时机械能都比打前一个点时机械能偏大．
2、为了防止电源发生短路，我们常用一定值电阻充当保护电阻；
由描点法将表中各点的坐标描出，再由直线将各点相连即可；
由图象与纵坐标的交点可求得电源的电动势；由图象的斜率可求得内阻与保护电阻之和；因保护电阻已知，则可求出内阻．

解答：解：（1））①实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是先闭合电源后开关松开纸带．
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可知，知道3、5两点之间的距离可以计算出4点的速度，从而求出4点动能，
知道1、4两点之间的距离可以计算出重力势能的变化量．
③由于重物下落的过程中不可避免的要克服阻力做功，因此机械能越来越小．即原因是实验中存在阻力
④若采用的重力加速度比本地的重力加速度偏大，相当于物体下落时，受到竖直向下的拉力，根据功能关系可知，除了重力之外的外力做了正功，机械能增大．
即打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能大．
（2）①R₀接在电源附近，是为了防止当外部短路时，电源出现短路现象，故此电阻在此起保护作用，保护电源、电表防止短路；
②将（I、U）坐标描在图象中，用直线将各点相连，如图所示；

③由图可知，由图象与纵坐标的交点为电源的电动势
电源的电动势约为1.5V；
图象的斜率为内阻与保护电阻之和，
R₀+r=

△U

△I

=

1.5-0.6

0.3

r=3.0-2.0=1.0Ω；
故答案为：（1）①先闭合电源后开关松开纸带
②1、4两点之间的距离和3、5两点之间的距离
③实验中存在阻力
④大
（2）①保护电源、电表，防止短路
②如图，
③1.5，1.0．

点评：1、对于基础实验要明确实验原理、基本仪器的使用，熟练根据基本物理知识解决实验问题．
2、本题考查测量电动势和内电阻的实验，注意保护电阻在电路中的作用；同时要注意保护电阻可等效为电源的内阻进行分析．