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1、
實(shí)驗(yàn)題仿真2021·Ⅱ卷高考模擬演練
22.(2021·安徽“江南十校〞二模)為測一遙控電動小車的額定功率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等按如圖甲所示安裝;
②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(其打點(diǎn)周期為0.02 s);
③使電動小車以額定功率加速運(yùn)動,到達(dá)最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源,待小車靜止在斜面上后再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(小車在整個(gè)運(yùn)動中所受阻力恒定)。在上述過程中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的局部點(diǎn)跡如圖乙所示(紙帶左端接在小車上),請分析紙帶數(shù)據(jù),答復(fù)以下問題。(結(jié)果均保存2位有效數(shù)字)
甲 乙
(1)該電動小車運(yùn)動的最大速度為____
2、____ m/s。
(2)關(guān)閉小車電源后,小車的加速度大小為________ m/s2。
(3)假設(shè)小車的質(zhì)量為0.4 kg,那么小車的額定功率是________ W。
解析 (1)根據(jù)紙帶可知,當(dāng)所打的點(diǎn)點(diǎn)距均勻時(shí),表示小車勻速運(yùn)動,此時(shí)速度最大,故有vm== m/s=2.0 m/s。
(2)關(guān)閉電源后小車做勻減速直線運(yùn)動,由于不知道中間確切的關(guān)閉電源的時(shí)間,故采用紙帶最后四組數(shù)據(jù)計(jì)算,根據(jù)逐差法可得(4.28-5.56)×10-2 m=2a1T2,(4.93-6.21)×10-2 m=2a2T2,兩式相加可得a==×10-2 m/s2=-4.0 m/s2,負(fù)號表示加速度方向與運(yùn)動方
3、向相反。
(3)當(dāng)小車到達(dá)額定功率,勻速運(yùn)動時(shí)有F=Ff,故小車的額定功率為:P=Fvm=Ffvm=m|a|vm=0.4×4.0×2.0 W=3.2 W。
答案 (1)2.0 (2)4.0 (3)3.2
23.某同學(xué)用自己所學(xué)的電學(xué)知識來測量一未知微安表μA的內(nèi)阻Rg和電壓表內(nèi)阻RV,他設(shè)計(jì)了如下列圖的電路圖,可供選擇的儀器有:
A.待測電壓表V,量程為0~3.0 V,內(nèi)阻為20~35 kΩ
B.待測微安表μA,量程為0~200 μA,內(nèi)阻為1~2 kΩ
C.電阻箱R0,阻值范圍為0~99 999.9 Ω
D.滑動變阻器R1,阻值范圍為0~1 000 Ω,額定電流為0.5 A
4、
E.滑動變阻器R2,阻值范圍為0~20 Ω,額定電流為2 A
F.電池組,電動勢為6.0 V,內(nèi)阻為0.5 Ω
G.單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線假設(shè)干
(1)下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟,請將所缺的內(nèi)容補(bǔ)充完整。
①測待測微安表μA的內(nèi)阻
根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路,并將滑動變阻器R的滑動觸頭P置于最左端;閉合S1,將單刀雙擲開關(guān)S2置于觸點(diǎn)2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭P,使電壓表V的指針指在刻度盤第N格,然后將單刀雙擲開關(guān)S2置于觸點(diǎn)1,保持滑動變阻器R的滑動觸頭P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表V的指針指在________________,記下此時(shí)電阻箱R0的阻值,可測
5、出微安表μA的內(nèi)阻Rg,這種方法是________法。
②測待測電壓表V的內(nèi)阻
將單刀雙擲開關(guān)S2置于觸點(diǎn)1,電阻箱的阻值調(diào)為零,閉合開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭P使電壓表V指針滿偏,保持滑動變阻器R的滑動觸頭P的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表V的指針指在______________________,記下此時(shí)電阻箱R0的阻值,便測出電壓表V的內(nèi)阻等于此時(shí)電阻箱R0的阻值。
(2)實(shí)驗(yàn)器材除選擇A、B、C、F、G外,滑動變阻器R應(yīng)選用________。(用器材前的字母表示)
(3)采用此電路圖測量電壓表V的內(nèi)阻,會導(dǎo)致測量值與真實(shí)值相比________,(填“偏小〞“偏大〞或“
6、不變〞)主要原因是____________________________________________。
解析 (1)①單刀雙擲開關(guān)分別接1和2時(shí),通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使得兩次電壓表V的指針在同一位置,那么說明兩次電路中電阻相同,即電阻箱的阻值等于微安表μA的阻值,因此電壓表V的指針應(yīng)指在刻度盤的第N格,此方法是等效替代法;②在測量電壓表V的內(nèi)阻時(shí),將開關(guān)S2置于觸點(diǎn)1,電阻箱阻值調(diào)為零,調(diào)節(jié)R的滑動觸頭使電壓表V的示數(shù)滿偏,然后保持滑動變阻器R的觸頭位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表V的指針指在刻度盤的中央,可認(rèn)為電阻箱的阻值等于電壓表V的內(nèi)阻,此方法是半偏法。
(2)滑動變阻器采用了分壓式接法,因此滑動變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的E。
(3)增加了電阻箱的阻值后,使aP段的并聯(lián)總電阻增大,aP兩端的電壓增大,電壓表V兩端電壓由U減為,而電阻箱兩端電壓大于,造成測量值偏大。
答案 (1)①刻度盤的第N格 等效替代?、诳潭缺P的中央
(2)E
(3)偏大 增加了電阻箱的阻值后,使aP段的并聯(lián)總電阻增大,aP兩端的電壓增大,電壓表V兩端電壓由U減為,而電阻箱兩端電壓大于,造成測量值偏大
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