(1)為探究物體下落過程中機械能是否守恒,采用實驗裝置如圖所示.已知重力加速度大小為g
①其設計方案如下:讓質量為m的立方體小鐵塊從開始端自由下落,開始端至光電門的高度差為h,則此過程中小鐵塊重力勢能的減少量為
;若測出小鐵塊通過光電門時的速度v,則此過程中小鐵塊動能增加量為
;比較這兩個量之間的關系就可得出此過程中機械能是否守恒.
②.具體操作步驟如下:
A.用天平測定小鐵塊的質量m;
B.用游標卡尺測出立方體小鐵塊的邊長d;
C.用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離h;
D.電磁鐵先通電(電源未畫出),讓小鐵塊吸在開始端;
E.斷開電源,讓小鐵塊自由下落;
F.計時裝置記錄小鐵塊經過光電門所用時間為t,計算出相應速度v;
G.改變光電門的位置,重復C、D、E、F等步驟,得到七組(h
i,
)數據;
H.將七組數據在v
2-h坐標系中找到對應的坐標點,擬合得到如圖所示直線.
上述操作中有一步驟可以省略,你認為是
(填步驟前的字母);計算小鐵塊經過光電門的速度表達式v=
.
③.在誤差允許范圍內,若v
2-h圖線斜率k=
,則可判斷小鐵塊在下落過程中機械能守恒.
(2)發(fā)光二極管在生產和生活中得到了廣泛應用.正常使用時,帶“+”號的一端接高電勢,帶“-”號的一端接低電勢.某同學通過實驗描繪它的伏安特性曲線.
①實驗室提供的器材如下:
A.電壓表(3V,內阻約10kΩ) B.電壓表(15V,內阻約25kΩ)
C.電流表(50mA,內阻約50Ω) D.電流表(0.6A,內阻約1Ω)
E.滑動變阻器(0-10Ω,3A) F.電源(6V,內阻不計) G.開關,導線
在做實驗時,電壓表選用
,電流表選用
(填選項字母).
②請在圖甲中以筆劃線代替導線,按實驗要求將實物圖中的連線補充完整.
③根據實驗數據描點,請在圖乙所示的坐標紙中畫出該發(fā)光二極管的I-U圖線.若該發(fā)光二極管的最佳工作電流為10mA,現將該發(fā)光二極管與電動勢為3V、內阻不計的電池組相連,還需串聯一個阻值R=
Ω的電阻,才能使它工作在最佳狀態(tài) (計算結果保留3位有效數字).