Question

（I）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中．

（1）在下列所给的器材中，应该选用的电源是

 

．（用器材前的字母表示）
A、6V的交流电源   B、6V的直流电源  C、100V直流电源
（2）在实验过程中，要把（A）复写纸、（B）导电纸、（C）白纸铺放在木板上，它们自下而上的顺序是

 

．（填写序号）；且导电纸涂导电物质的一面

 

．（填“向上”或“向下”）
（3）如图1所示为描绘电场中平面上等势线的装置，图中A、C、P、D、B等相邻两点间距相等，其中A、B为金属圆柱，当电流从正接线柱流入电流表时，其指针向正接线柱一侧偏转，当探针I接在D点，探针Ⅱ接在导电纸上某点时，电流表指针向负接线柱一侧偏转．为了尽快寻找等势点，探针Ⅱ应

 

移动（选填“向左”或“向右”）
（Ⅱ）如图2是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O 点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒，现已测出A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b，c点与桌子边沿间的水平距离为c．此外，还需要测量的量是

 

、

 

和

 

．根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为

 

．

Answer 1

分析：（I）（1）根据实验的原理及实验方法可以选出合适的器材；
（2）实验中与形成电流，故导电纸应放在最上方；同时要在白纸上出现痕迹，故应放复写纸和白纸；
（3）I、为了完成实验，应描出等势点，故应采用灵敏电流计和探针；采用灵敏电流计时，应使电流计中电流为零，故应找出等势点，根据电场线的分布可以得出探针的移动方向．
（Ⅱ）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量12两个小球的质量，1球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；球1上摆过程机械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后验证动量是否守恒即可．

解答：解：（I）（1）本实验中应采用低压直流电源，故B正确；
故选：B；
（2）由分析可知，导电纸应放到最上层，从而开成电流；而为了得出痕迹，应把白纸放在复写纸的下方，故顺序为导电纸、复写纸、白纸，即：CBA；且导电纸的导电面应向上，在表面形成稳定电流；
（3）若两探点电势相等，则电流计中电流为零，故应指零；因指针左偏说明电流由M端流入；则M端的电势高，故N端应向高电势移动，即应向左端移动；直到电流计的示数为零，说明我们找到了等势点；
（Ⅱ）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量12两个小球的质量m₁、m₂，
要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要测量立柱高h，桌面高H；
1小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有
m₁g（a-h）=

1

2

m1

v

2 1

解得：v1=

2g(a-h)

碰撞后1小球上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有
m₁g（b-h）=

1

2

m₁v₂²
解得：v2=

2g(b-h)

碰撞后小球2做平抛运动，
t=

2(H+h) g

所以2球碰后速度：v3=

x

t

=c

g 2(H+h)

所以该实验中动量守恒的表达式为：m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂
带入数据得：m1

2g(a-h)

=m1

2g(b-h)

+m2c

g 2(H+h)

故答案为：（I）（1）B；（2）C，B，A；上；（3）向左．
（Ⅱ）弹性球1、2的质量m₁、m₂；立柱高h；桌面高H；m1

2g(a-h)

=m1

2g(b-h)

+m2c

g 2(H+h)

点评：本题考查采用等效电流场模拟电场线的实验，注意实验中采用了两电极在纸面上形成的稳定的直流电流；同时明确如何找出等电势点．
验证动量守恒定律中，学会在相同高度下，水平射程来间接测出速度的方法，难度不大，属于基础题．