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繩，細繩端帶有繩套，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點拉到同一位置Ο點．
（1）某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應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點拉到用兩個彈簧秤同時拉細繩時記下位置
其中正確的是

 

．（填入相應的字母）
（2）某同學在坐標紙上畫出了如圖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，關于F₁．F₂與F．θ₁和θ₂關系正確的有：

 

A． F₁=4N   B． F=12N    C．θ₁=45°   D．θ₁＜θ₂
[2]某同學想描繪一只標稱為“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、導線若干
（1）為了更好地完成實驗，應選擇的器材為：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，該同學測出如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，請你在圖3的坐標紙上描出該燈泡的伏安特性曲線（如圖3所示）；
（4）該同學完成實驗后，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．（結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題[1]的關鍵是明確“驗證力的平行四邊形定則”實驗的原理和方法即可；題[2]（1）的關鍵是明確應根據(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）的關鍵是明確：伏安法測電阻時，當滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時，電流表應采用外接法；當要求電流從零調時，滑動變阻器應采用分壓式接法；題（3）的關鍵是描點時要細心；題（4）的關鍵是明確當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即可．

解答：解：[1]（1）：根據(jù)合力與兩分力的等效替代關系可知選項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，電流表應選B；
由于小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表應選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，所以滑動變阻器應用分壓式接法，應選全電阻小的變阻器E；  
（2）：由于滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應用外接法；又變阻器應用分壓式接法，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：遇到電學實驗問題，要注意當滿足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

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