题目

题型：不详难度：来源：

（1）某课外小组利用重锤自由下落探究外力做功与物体动能变化的关系．将打点计时器固定在铁架台上，让重锤带着纸带由静止自由下落，打点计时器在纸带上打下系列  的点．实验中挑选出一条点迹清晰的纸带如图所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，用直尺量得AB=2.1mm、BC=5.9mm、CD=9.8mm、DE=13.7mm、EF=17.5mm．
当地重力加速度为g=9.80m/s²．用天平称出重锤的质量是m=1．OOkg．则纸带上面B点到E点所对应的过程中，重力对重锤所做的功为W=______J；重锤动能的变化量△E_K=______J；根据以上计算所得到的实验结论是______（计算结果均保留三位有效数字）



（2）为了测量电阻R_x的阻值，实验室备有下列器材：
A．待测电阻R_x，阻值约为200Ω
B．直流电源，电动势约为3V，内电阻约为0.5Ω
C．电流表A₁，量程1OmA，内阻r=80Ω
D．电流表A₂，量程20mA，内阻约为30Ω
E．定值电阻R₀=100Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值为20Ω，额定电流1.0A
G．单刀单掷开关一个，导线若干



①为尽量准确地测出R_x的阻值，甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路．如图所示，你认为正确的是______．（填“甲”、“乙”或“丙”）．
②开始实验时，在合上开关S前．滑动变阻器的滑动触头应置于．端（填“a”或“b”）．
③按所选的电路进行测量，读出电流表A₁的示数为I₁，电流表A₂的示数为I₂．推导出计算R_x的表达式为Rx=______．

答案

（1）B点到E点所对应的过程中，重力对重锤所做的功为W=mg（BC+CD+DE）=0.288J，
B点速度

v

B

=

AB+BC

2 1 f

，E点速度

v

E

=

DE+EF

2 1 f

，重锤动能变化量为

△E

k

=

1

2

m

v

2E

-

1

2

mv

2B

，代入数据解得

△E

k

=0.284J，
可见在误差允许的范围内，合外力所做的功等于物体动能的变化．
（2）①若采用甲电路：电流表

A

1

与

R

0

的总电压为

U

1

=

I

1

(r

1

+R

0

)=1.8V，电流表

A

2

与

R

x

的总电压为

U

2

=

I

2

(r

2

+R

x

)=4.6V，二者相差太大，所以甲图不合适．
若采用乙电路：通过

R

x

的最大电流为

I

x

=

I  1 ( R  0 +r  1 )

R  x

=9mA，与电流表

A

1

量程10mA接近，所以乙电路较合理．
若采用丙电路：由于

A

1

的量程小于

A

2

的量程，显然丙电路不合理．
综上所述正确的电路应是乙．
②为保护电流表，合上开关S前，滑动变阻器的滑动触头应置于b端．
③由图乙根据欧姆定律可得

I

2

=

I

1

+

I  1 (R  0 +r  1 )

R  x

，解得

R

x

=

I  1 (R  0 +r  1 )

I  2 -I  1

故答案为：（1）0.288，0.284，在误差允许的范围内，合外力所做的功等于物体动能的变化
         （2）①乙，②b，③

I  1 (R  0 +r  1 )

I  2 -I  1