二、实验题
9.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
第9题图
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时,红表笔应该与电池的_正极_ (填“正极”或“负极”)接触。
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为R1,将单刀双掷开关S与“1”端相接,记录电流随时间的变化。电容器充电完成后,开关S再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是_C_。(填正确答案标号)
A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定
B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定
C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1),再次将开关S与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流/随时间t变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为_R2_(填“R1”或“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的_电荷量_(填“电压”或“电荷量”)。
【分析】
(1)多用表测电压,红表笔与待测电源 极相接,黑表笔与与待测电源-极相接。
(2)当单刀双掷开关S与“1”端相接时,电源通过电流表A和电阻R给电容器C充电。电容器C充电完成后两端电压等于电源电动势E。开关S再与“2”端相接时,电容C通过灯泡L和电阻R0放电。开始放电时电容器C两端电压为电动势E,放电电流最大,灯泡L迅速变亮。放电过程中电容C两端电源逐渐下降,灯泡L逐渐熄灭。
(3)电容器C充电电流,E是电源电动势,Uc为电容器电压,r为电源内阻。开始充电瞬间Uc=0,充电电流最大。随着充电进行Uc趋向电源电动势E,充电电流趋向0。限流电阻R越大,充电电流越小。
电容电荷量Q=CV,电荷量仅与电容量C和电压相关。图b两条曲线与x轴围成图形面积等于电荷Q。
10.一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
第10题图
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先,调节螺旋测微器,拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时,发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐,如图(a)所示,该示数为_0.007_mm。螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示,该示数为_20.034_mm,则摆球的直径为_20.027_mm。
(2)单摆实验的装置示意图如图(c)所示,其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处,摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方,则摆线在角度盘上所指的示数为5°时,实际摆角_大于_5°(填“大于”或“小于”)。
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm,则摆长为_82.5_cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s,则此单摆周期为_1.82_s,该小组测得的重力加速_9.83_m/s2(结果均保留3位有效数字,π平方取9.870)。
【分析】
(1)螺旋测微器旋转一圈杆移动0.5mm。一圈等分50刻度,每个刻度对应0.01mm。(a)图上对应刻度不足一格,估读0.007mm。(b)图固定刻度20,旋转刻度在3~4之间,估读20.034mm。因为测微器的“0”点在0.007mm处,测量结果比实际大0.007mm。小球实际直径20.034-0.007=20.027mm。
(2)将刻度盘向上移动,会导致测量结果偏小。具体分析见下图。
第10题第2问分析
(3)摆长=摆线长 小球半径=815mm 20.027mm/2=825.0135 保留三位有效数字825mm=82.5cm。小球经历60次最低点完成30个周期摆动。
本试卷其它部分:
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