I.在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:
21.①用铅笔描下结点位置,记为O;
②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;
③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位O,记录测力计的示数F3,
;
22.④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;
⑥比较 的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
23.Ⅱ.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100μA,内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 Ω。
24.接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。
根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线
根据图线可得电池的电动势E是 V,内阻r是 Ω。
沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线
步骤③中要记下细绳的方向,才能确定合力的方向,从而用力的图示法画出合力;
该实验采用了等效替代的方法,因此要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同,即将橡皮筋拉到同一点,力是矢量,因此在记录时要记录大小和方向,步骤③中要记下细绳的方向,才能确定合力的方向。
明确验证平行四边形定则的实验原理;
F和F3
步骤⑥比较力F3与F的大小和方向,看它们的一致程度,得出结论.
根据实验的原理,理论上利用平行四边形定则作出了力F,让其与力F3比较,看其大小方向是否相同,得出结论.
本实验关键理解实验原理,即使用等效代替法验证力的平行四边形定则,要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同,即把橡皮条的结点仍拉到位O点。
并联 ;5.0
电流表量程扩大于50mA,即扩大倍,则应并联一个小电阻,其分流应为
,则有:
;
由电表的改装原理可明确应并联一个小电阻分流来扩大电流表量程,根据并联电路规律可求得对应的电阻;
根据改装的原理要并联一个分流电流电阻,根据欧姆定律,可求出分流电阻的阻值,但注意
为流过分流电阻的电流大小。
①如图所示
由闭合电路欧姆定律可知:,变形可得:
,故可以作出IR-I图象;根据描点法得出对应的图象如图所示:
则由图象可知,对应的电动势为1.53V,内阻为:
根据闭合电路欧姆定律可明确对应的表达式;再由描点法得出图象;再由闭合电路欧姆定律求出表达式,由图象即可求出电动势和内电阻.
本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意认真分析电路,根据闭合电路欧姆定律,灵活选择对应的表达式以起到简化的目的.