在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据．

a/ms^-2 2.01 2.98 4.02 6.00
F/N 1.00 2.00 3.00 5.00
（1）F/N实验中使用位移传感器和计算机，可以便捷地获取信息和处理信息，所获取的信息是；
（2）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；
（3）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：
（4）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，如图（b）所示．从理论上分析，该实验图线的斜率将__．（填“变大”，“变小”，“不变”）

解：（1）位移传感器是专门用来测量位移的仪器，所以使用位移传感器和计算机，所获得的信息是在连续相等时间内的位移．
（2）a-F图象如图所示

（3）由图象可知，当=0时，a大于0，说明小车会加速运动，表明在平衡摩擦力时倾角过大．
（4）根据牛顿第二定律可知，对小车应有F=Ma，即a= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，此时a-F图象的斜率为k= $\text{[math]}$
再对重物应有mg-F=ma，联立可得a= $\text{[math]}$ ，若把mg当做F，则应有a= $\text{[math]}$ ，此时a-F图象实际斜率为k′= $\text{[math]}$ ，所以k＞k′，
所以图象的斜率大于实际的斜率，即斜率变大．
故答案为（1）在连续相等时间内的位移
（2）如图
（3）平衡摩擦力时倾角过大
（4）大于
分析：本题（1）的关键是明确位移传感器的含义及使用方法；（3）题的关键是明确该实验需要平衡摩擦力，否则作出的a-F图象将不过原点，注意纵轴截距与横轴截距的含义；（4）题的关键是分别对小车和重物列出牛顿第二定律方程，写出a与mg的函数方程，然后再根据斜率的概念讨论即可．
点评：关于牛顿第二定律实验要明确以下几点：①为什么要求平衡摩擦力；②为什么要求重物质量m＜＜小车质量M；图象不过原点与弯曲的原因是什么．

练习册系列答案

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e=311sin314t（V）．已知线圈匝数是100，面积为0.02m²，则匀强磁场的磁感强度B=

T（保留一位有效数字），当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为

V．
（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持

不变，用钩码所受的重力作为小车所受的

，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是

．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成．为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R₀（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R₁（0～10Ω），滑动变阻器R₂（0～200Ω）；单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．

①乙电路中，加接电阻R₀有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是

．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

（填R₁或R₂）．
③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S₁，S₂打向1，测得电压表的读数U₀，电流表的读数为I₀；
B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E=

，内阻的表达式r=

．

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科目：高中物理 来源：2010-2011学年天津市南开区高三一模考试理综物理部分 题型：实验题

（1）（4分）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e = 311sin314t(v)．已知线圈匝数是100，面积为0.02m2，则匀强磁场的磁感强度 B = T(保留一位有效数字)，当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为 V．

（2）（6分）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持___不变，用钩码所受的重力作为小车所受的___，用DIS测小车的加速度．

②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

（3）(8分)在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R1（0 ~ 10Ω），滑动变阻器R2（0 ~ 200Ω）；单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2，导线若干．

①乙电路中，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是___ ．

②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填R1或R2）．

③开始实验之前，S1、S2都处于断开状态．现在开始实验：

A、闭合S1，S2打向１，测得电压表的读数Ｕ0，电流表的读数为Ｉ0；

B、闭合S1，S2打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池电动势的表达式为E = ，内阻的表达式r = ．

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科目：高中物理 来源：2011年天津市南开区高考物理一模试卷（解析版） 题型：解答题

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e=311sin314t（V）．已知线圈匝数是100，面积为0.02m²，则匀强磁场的磁感强度B=______T（保留一位有效数字），当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为______V．
（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．
①实验中采用控制变量法，应保持______不变，用钩  码所受的重力作为小车所受的______，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦    B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大      D．所用小车的质量太大
（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成．为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R₁（0～10Ω），滑动变阻器R₂（0～200Ω）；单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．
①乙电路中，加接电阻R有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是______．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填R₁或R₂）．
③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S₁，S₂打向1，测得电压表的读数U，电流表的读数为I；
B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E=______，内阻的表达式r=______．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e = 311sin314t(v)．已知线圈匝数是100，面积为0.02m2，则匀强磁场的磁感强度 B = T(保留一位有效数字)，当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为 V．

（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持___不变，用钩码所受的重力作为小车所受的___，用DIS测小车的加速度．

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R1（0 ~ 10Ω），滑动变阻器R2（0 ~ 200Ω）；单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2，导线若干．