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如圖所示，圖甲是某同學自制的電子秤原理示意圖．目的是利用理想電壓表的示數(shù)指示物體的質量．托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計．滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器R的最上端，此時電壓表示數(shù)為零．設變阻器總電阻為R，總長度為L，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計一切摩擦和其他阻力．
（1）推出電壓表示數(shù)U與所稱物體質量m的關系式
U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
；
（2）為使電壓表示數(shù)與待測物體質量成正比，請利用原有器材進行改進，在乙圖的基礎上完成改進后的電路原理圖．
（3）求出電壓表示數(shù)U與所稱物體質量m的關系式
U=
gERm
kL(R+R0+r)
U=
gERm
kL(R+R0+r)
．
分析：根據歐姆定律求得電路的電流，再根據彈簧彈力等于重力，電阻與長度的關系列式即可求解．
解答：解：（1）根據歐姆定律得I=
E
R1+R0+r
，
又因kx=mg，而R1=
x
L
R，U=IR1，
解得：U=
gERm
mgR +kL(R0+r)
．
（2）因為U=IR1，所以為使電壓表示數(shù)與待測物體質量成正比，則電壓表要測量R1兩端的電壓即可，
改裝電路如圖所示：

（3）同理求得：U=
gERm
kL(R+R0+r)

故答案為：（1）U=
gERm
mgR0+kL(R0+r)
．；（2）如圖所示；（3）U=
gERm
kL(R+R0+r)
點評：本題主要考查了閉合電路歐姆定律和胡克定律的直接應用，難度適中．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

甲、乙兩人同時從同一起跑線出發(fā)，同向做勻速直線運動，某時刻他們的位置如圖所示，圖中能正確反映兩人運動距離與時間關系的是（　�。�

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科目：高中物理 來源：新五星級題庫高中物理 題型：058

1．在做“驗證牛頓第二定律”的實驗時(裝置如圖所示)：

(1)下列說法中正確的是________．

(A)平衡運動系統(tǒng)的摩擦力時，應把裝砂的小桶通過定滑輪拴在小車上

(B)連接砂桶和小車的輕繩應和長木板保持平行

(C)平衡摩擦力后，長木板的位置不能移動

(D)小車應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車

(2)研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質量M的關系，某位同學設計的實驗步驟如下：________．

(A)用天平稱出小車和小桶及內部所裝砂子的質量．

(B)按圖裝好實驗器材．

(C)把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶．

(D)將打點計時器接在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標明小車質量．

(E)保持小桶及其中砂子的質量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復上述實驗．

(F)分析每條紙帶，測量并計算出加速度的值．

(G)作a－M關系圖像，并由圖像確定a、M關系．

①該同學漏掉的重要實驗步驟是________，該步驟應排在________步實驗之后．

②在上述步驟中，有錯誤的是________，應把________改為________．

③在上述步驟中，處理不恰當?shù)氖?/FONT>________，應把________改為________．

2．利用上題裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗時：

(1)甲同學根據實驗數(shù)據畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖像為下圖所示中的直線Ⅰ，乙同學畫出的圖像為圖中的直線．直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大．明顯超出了誤差范圍，下面給出了關于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是________．

(A)實驗前甲同學沒有平衡摩擦力

(B)甲同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了

(C)實驗前乙同學沒有平衡摩擦力

(D)乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了

(2)在研究小車的加速度a和小車的質量M的關系時，由于始終沒有滿足M》m(m為砂桶及砂桶中砂的質量)的條件，結果得到的圖像應是如下圖中的圖________．

(3)在研究小車的加速度a和拉力F的關系時，由于始終沒有滿足M》m的關系，結果應是下圖中的圖________．

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科目：高中物理 來源：2013屆福建省漳州市薌城中學高考模擬物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

(1)、在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖所示。

①令單縫寬度為，雙縫距離為，雙縫與屏距離為，當采取下列四組數(shù)據中的哪一組時，可能在光屏上觀察到清晰可辨的干涉條紋                                               
A．   
B．    
C．     
D．    

②用某種單色光照射雙縫得到如圖甲所示的干涉條紋，則分劃板在圖甲中A、B位置時，游標卡尺讀數(shù)分別為xA=________ mm，xB="________" mm，相鄰兩條紋間距Δx=_________mm。
③如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示。則在這種情況下波長的測 量值_____________實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
(2)、某物理“科技制作”小組裝配一臺小直流電動機，其額定電壓5V，額定電流0.5A，線圈繞阻小于1。為了進一步研究其在一定電壓范圍內，輸出功率與輸入電壓的關系，需要進一步做實驗，請你幫助該小組完成該項工作。已知學校實驗室提供的器材有：

直流電源E，電壓6V，內阻不計；
小直流電動機M；
電壓表V1，量程0～0.6V，內阻約3k；
電壓表V2，量程0～6V，內阻約15k；
電流表A1，量程0～0.6A，內阻約1；       電流表A2，量程0～3A，內阻約0.5；
滑動變阻器R，0～10，2A；            電鍵S一只，導線若干。
①首先要比較精確測量電動機的線圈繞阻。根據合理的電路進行測量時，要控制電動機不轉動，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有合適的示數(shù)，電壓表應該選        。若電壓表的示數(shù)為0.1V，電流表的示數(shù)為0.2A，則內阻        ，這個結果比真實值偏         （選填“大”或“小”）。
②在圖方框中畫出研究電動機的輸出功率與輸入電壓的關系的實驗電路圖。（標明所選器材的符號）
③當電壓表的示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)如圖所示，此時電動機的輸出功率是     W。

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科目：高中物理 來源：2014屆河南省許昌平頂山新鄉(xiāng)高三10月第一次調研物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（9分）某實驗探究小組要測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻，實驗室提供的實驗器材如下：

A．待測干電池（電動勢約為1.5V，內電阻小于1.0Ω）

B．電壓表V（0～1.5V）

C．電阻箱R（0～999.9Ω）

D．電鍵和導線若干

該小組根據以上實驗器材設計了如圖所示的電路來測量電源的電動勢和內阻。

（1）實驗的主要步驟如下：

①按照電路圖連線；

②調節(jié)電阻箱R的阻值至最大值；

③將開關S閉合，逐漸調節(jié)電阻箱R，記下此時電阻箱的阻值和電壓表的示數(shù)如下表所示：

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

電阻箱讀數(shù)R/Ω

20

15

10

5

2

1

電壓表讀數(shù)U/V

1.37

1.35

1.33

1.27

1.12

0.93

/Ω-1

0.05

0.067

0.1

0.2

0.5

1

/ V-1

0.73

0.74

0.75

0.79

0.89

1.07

④為了利用圖像法處理數(shù)據，該小組的同學畫出了U—R（如圖甲所示）和（如圖乙所示）坐標圖，請你幫助該小組同學，利用表格中的有關數(shù)據，在U—R和坐標圖中描點、連線。

（2）為了能根據圖象較直觀地求出干電池的電動勢和內阻，兩個圖像比較合適的是         （選填“甲”或“乙”）。

（3）根據你所選擇的合適的圖像，該干電池的電動勢為       V；內阻為     Ω。

 

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年福建省漳州市高考模擬物理試卷（解析版） 題型：實驗題

 (1)、在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖所示。

①令單縫寬度為，雙縫距離為，雙縫與屏距離為，當采取下列四組數(shù)據中的哪一組時，可能在光屏上觀察到清晰可辨的干涉條紋                                               

A．   

B．    

C．     

D．    

②用某種單色光照射雙縫得到如圖甲所示的干涉條紋，則分劃板在圖甲中A、B位置時，游標卡尺讀數(shù)分別為xA=________ mm，xB="________" mm，相鄰兩條紋間距Δx=_________mm。

③如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示。則在這種情況下波長的測 量值_____________實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）

(2)、某物理“科技制作”小組裝配一臺小直流電動機，其額定電壓5V，額定電流0.5A，線圈繞阻小于1。為了進一步研究其在一定電壓范圍內，輸出功率與輸入電壓的關系，需要進一步做實驗，請你幫助該小組完成該項工作。已知學校實驗室提供的器材有：

直流電源E，電壓6V，內阻不計；

小直流電動機M；

電壓表V1，量程0～0.6V，內阻約3k；

電壓表V2，量程0～6V，內阻約15k；

電流表A1，量程0～0.6A，內阻約1；       電流表A2，量程0～3A，內阻約0.5；

滑動變阻器R，0～10，2A；            電鍵S一只，導線若干。

①首先要比較精確測量電動機的線圈繞阻。根據合理的電路進行測量時，要控制電動機不轉動，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有合適的示數(shù)，電壓表應該選        。若電壓表的示數(shù)為0.1V，電流表的示數(shù)為0.2A，則內阻        ，這個結果比真實值偏         （選填“大”或“小”）。

②在圖方框中畫出研究電動機的輸出功率與輸入電壓的關系的實驗電路圖。（標明所選器材的符號）

③當電壓表的示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)如圖所示，此時電動機的輸出功率是     W。

 

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