Question

[1]在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩端帶有繩套，先用兩個彈簧秤分別勾住繩套并互成角度地拉橡皮條，把橡皮條的結(jié)點拉到某-位置Ο并記下該點的位置；再用一個彈簧秤將橡皮條結(jié)點拉到同一位置Ο點．
（1）某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細(xì)繩必須等長
B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
D．在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數(shù)相等
E．在用一個彈簧秤拉時必須將橡皮條的結(jié)點拉到用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時記下位置
其中正確的是

 

．（填入相應(yīng)的字母）
（2）某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖1所示的兩個已知力F₁和F₂，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)₁．F₂與F的夾角分別為θ₁和θ₂，關(guān)于F₁．F₂與F．θ₁和θ₂關(guān)系正確的有：

 

A． F₁=4N   B． F=12N    C．θ₁=45°   D．θ₁＜θ₂
[2]某同學(xué)想描繪一只標(biāo)稱為“2.5V，1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線，實驗室提供下列器材：
A．電流表A₁（量程3.0A，內(nèi)阻約0.2Ω）
B．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
C．電壓表V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
E．滑動變阻器R₁（最大阻值為5Ω，最大允許電流為2A）
F．滑動變阻器R₂（最大阻值為500Ω，最大允許電流為0.5A）
G．電源E（電動勢3V，內(nèi)阻為0.25Ω）
H．電鍵、導(dǎo)線若干
（1）為了更好地完成實驗，應(yīng)選擇的器材為：電流表

 

，電壓表

 

，滑動變阻器

 

；（選填器材前面的字母）
（2）請你在如圖2所示的方框中作出實驗原理圖；

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓U/V	0	0.20	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40
電流I/A	0	0.11	0.21	0.33	0.40	0.45	0.48	0.52

（3）正確連接電路后，該同學(xué)測出如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，請你在圖3的坐標(biāo)紙上描出該燈泡的伏安特性曲線（如圖3所示）；
（4）該同學(xué)完成實驗后，又將本實驗所用器材按如圖4所示連接，閉合開關(guān)后將滑動變阻器滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)小燈泡先變暗后變亮，則小燈泡最暗時的功率約為

 

W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題[1]的關(guān)鍵是明確“驗證力的平行四邊形定則”實驗的原理和方法即可；題[2]（1）的關(guān)鍵是明確應(yīng)根據(jù)小燈泡的額定電流和額定電壓來選擇電流表和電壓表的量程；（2）的關(guān)鍵是明確：伏安法測電阻時，當(dāng)滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時，電流表應(yīng)采用外接法；當(dāng)要求電流從零調(diào)時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法；題（3）的關(guān)鍵是描點時要細(xì)心；題（4）的關(guān)鍵是明確當(dāng)滑片滑到中間位置時，小燈泡最暗，可把變阻器與電池看做一“等效電源”，在U-I圖象中作出表示電源的U-I圖象，然后求出兩圖線的交點坐標(biāo)即可．

解答：解：[1]（1）：根據(jù)合力與兩分力的等效替代關(guān)系可知選項E正確，由于實驗需要精確測量兩分力和合力的大小及方向，所以C正確，ABD錯誤，即正確的是CE．
（2）：以

F

1

  

和F

2

為鄰邊做平行四邊形，其所夾對角線OF即為它們的合力，如圖所示．
由圖可知，

F

1

=O

(2×2 ) 2   +(2×2 ) 2

=4

2

N，所以A錯誤

F

1

=合力的大小F=2N×6=12N，所以B正確；
又O

F

1

=

[(2×2 ) 2   +(2×2 ) 2

=4

2

N，

F

1

F

[(2×2 ) 2   +(4×2 ) 2

=4

5

N，O

F

2

=

[(2×2 ) 2   +(4×2 ) 2

=4

5

N
由余弦定理可知，cos

θ

1

=

( OF 2 1 +OF ) 2   -( F   1 F ) 2

2O F   1 ? OF   2

2

2

，所以

θ

1

=45°，所以C正確；
由圖可以看出

θ

1

＞θ

2

，所以D錯誤．
所以正確的是BC．

[2]（1）：對小燈泡，由P=UI可得，I=

P

U

=

1.5

2.5

A=0.6A，所以，電流表應(yīng)選B；
由于小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表應(yīng)選C；
由于測定小燈泡的伏安特性曲線要求電流或電壓從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選全電阻小的變阻器E；  
（2）：由于滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應(yīng)用外接法；又變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如下圖所示：

（3）：畫出的伏安特性曲線如下圖所示：

（4）由電路可知，當(dāng)滑片滑至中間位置時，小燈泡最暗，此時滑動變阻器的有效電阻最大為：

R

m

=

2.5

2

=1.25Ω，把變阻器看做電源的內(nèi)阻，則等效電源的內(nèi)阻為

r

′

=r+

R

m

=0.25+1.25=1.5Ω；
在U-I圖象中作出表示電源的U-I圖象如圖所示，讀出兩圖線的交點坐標(biāo)為：I=0.5A，U=2.2V，
所以，小燈泡的實際功率為：P=UI=2.2×0.5W=1.1W

故答案為：
[1]（1）CE；（2）BC
[2]（1）B，C，E；（2）如圖；（3）如圖；（4）1.1

點評：遇到電學(xué)實驗問題，要注意當(dāng)滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時，電流表應(yīng)用外接法，否則應(yīng)用內(nèi)接法；當(dāng)要求電流從零調(diào)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻阻值時，變阻器應(yīng)用分壓式接法．