②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动; ③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的半径r为________cm; (2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为________rad/s; (3)圆盘转动的角加速度大小为________rad/s2(计算结果保留三位有效数字). [解析] (1)由图乙可知,主尺刻度为60 mm,游标尺上的小数部分为0,由于最小分度为0.05 mm,游标卡尺的读数为60.00 mm,即6.000 cm,因此圆盘的直径为6.000 cm,半径为3.000 cm.
(2)由频率f=50 Hz可知,周期T=0.02 s,则纸带上相邻两计数点之间的时间间隔t′xCE0.1384-0.0551
=5T=0.1 s,故打下计数点D时,速度vD== m/s=0.417 m/s,故ω=
2t′2×0.1vD0.417
r=0.03 rad/s=13.9 rad/s.
ΔxxCE-xAC0.1384-0.0551-0.0551
(3)纸带运动的加速度a=== m/s2=0.705 m/s2,2220.2?Δt??Δt?vΔωa0.705由于β=,ω=,故圆盘转动的角加速度大小为β== rad/s2=23.5 rad/s2.
rr0.03Δt
[答案] (1)3.000 (2)13.9 (3)23.5
4.(2019·云南七校联考)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小.如图甲所示为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线,其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力下的电阻值RF.
请按要求完成下列实验.
(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框内画出实验电路的原理图(压敏电阻已给出,待测压力大小约为40~80 N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下:
A.压敏电阻,无压力时阻值R0=6000 Ω B.滑动变阻器R,最大阻值约为200 Ω C.电流表A,量程0~2.5 mA,内阻为30 Ω D.电压表V,量程0~3 V,内阻为3 kΩ E.直流电源E,电动势为3 V,内阻很小 F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为________V.
(3)此时压敏电阻的阻值为________Ω(保留两位有效数字);结合图甲可知待测压力的大小F=________N.
[解析] (1)由于滑动变阻器总电阻较小,远小于待测压敏电阻的阻值,因此滑动变阻器应采用分压式接法;同时因待测压敏电阻的阻值较大,故应采用电流表内接法;电路原理图
如图所示.
(2)电压表量程为0~3 V,最小分度为0.1 V,则读数为2.00 V.
UR2.003 Ω,则有0=(3)根据欧姆定律可知RF=-RA= Ω-30 Ω=1.5×10IRF1.33×10-3
6000
=4;由图甲可知,待测压力的大小F=60 N.
1.5×103
[答案] (1)见解析图 (2)2.00 (3)1.5×103 60
5.(2019·河南省豫南九校质量考评)利用如图甲所示的电路可以较为准确地测出待测电阻Rx的阻值.其中R1为一段较长的粗细均匀的电阻丝,Rx为待测电阻,R0为电阻箱,a为电表.测量步骤如下:
根据如图甲所示的电路图连接电路;将R0调到某一数值,滑片P与电阻丝某位置连接.闭合开关S1,试触开关S2,观察电表a指针的偏转情况;适当左右移动滑片P的位置,直至闭合开关S2时,电表a的指针不发生偏转;测出滑片左右两侧电阻丝的长度L1和L2,读出此时电阻箱接入电路的阻值R0.
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图连接成完整电路; (2)为了使测量结果更准确,图甲中的电表a选以下的哪个电表更合适________. A.量程为0~3 V、分度值为0.1 V、内阻为3000 Ω的电压表 B.量程为0~0.6 A、分度值为0.02 A、内阻为60 Ω的电流表 C.量程为0~30 μA、分度值为1 μA、内阻为100 Ω的灵敏电流计
(3)如果电表a中电流方向由M流向P时,指针向右偏转,则当指针向右偏转时,可以通过以下哪些操作使指针不发生偏转________.
A.适当增大电阻箱R0的阻值 B.适当减小电阻箱R0的阻值 C.将滑片P向左移动适当的距离 D.将滑片P向右移动适当的距离
(4)用测量的物理量(L1、L2和R0)表示待测电阻的阻值Rx=____________. [解析] (1)实物图连接如答案图所示.
(2)为了使测量结果更精确,就要使电表更灵敏.选项A电表指针偏转1格所需电压为0.1 V,而选项B电表指针偏转1格所需电压为0.02 A×60 Ω=1.2 V,选项C电表指针偏转1格所需电压为1 μA×100 Ω=0.1 mV,所以选C表.
(3)当指针向右偏转时,说明M点的电势比P点高,因此可以减小R0分得的电压,或减小滑片左边电阻丝分得的电压,即减小R0接入电路的阻值或向左移动滑片P,选项B、C正确.
RxL1L1
(4)当电表指针不发生偏转时,M、P两点电势相等,即=,所以Rx=R0.
R0L2L2[答案] (1)实物图连接如图所示
L1
(2)C (3)BC (4)R0
L2
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