第32天實驗創新與應用1．某同學在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，設計了如圖甲所示的實驗裝置，實驗步驟如下：實驗時，首先將小鐵球用長為L的細線固定在力傳感器上，并用螺旋測微器測量小鐵球的直徑d(d?L)，將光電門固定在小鐵球靜止時所處的位置。然后將小鐵球拉離平衡位置一定的角度，由靜止釋放。記錄整個過程中力傳感器示數的最小值F1和最大值F2，小鐵球經過光電門的擋光時間Δt。(1)用螺旋測微器測得小鐵球的直徑如圖乙所示，則小鐵球的直徑為________mm。(2)實驗時________(選填“需要”或“不需要”)測量小鐵球的質量m。(3)小鐵球經過光電門時的速度為________；若小鐵球由釋放到經過光電門的過程中機械能守恒，則關系式________________成立。(均用已知物理量的符號表示)[解析](1)由螺旋測微器的讀數規則可知，小鐵球的直徑為5.5mm＋17.0×0.01mm＝5.670mm。(2)設釋放小鐵球瞬間，細線與豎直方向的夾角為θ，則小鐵球由釋放到經過光電門的過程，若機械能守恒，有mgL(1－cosθ)＝12mv2。小鐵球在釋放瞬間，沿細線方向合力為零，且此時力傳感器的示數最小，則有F1＝mgcosθ。小鐵球經過最低點時，力傳感器的示數最大，有F2－mg＝mv2L。整理得(F2－F1)L＝32m(3)小鐵球經過光電門時的擋光時間極短，則擋光時間內的平均速度可視為小鐵球經過光電門的瞬時速度，則有v＝dΔt。若小鐵球由釋放到經過光電門的過程中機械能守恒，則關系式(F2－F1)L＝[答案](1)5.670(2)需要(3)dΔt(F2－F1)L2．(2024·“皖南八校”高三第三次大聯考)某物理實驗小組看到一則消息：鋰硫電池的能量密度高，可使電動汽車的續航從500km提升至1500km，提升三倍，手機一個星期都不需充電。這激起了同學們對電池的研究熱情，他們從市場上買來一新款電池，要測量這款電池的電動勢和內阻，并利用這個電池提供電能測量一未知電阻的阻值，設計了如圖甲所示的實驗電路。器材如下：A．待測電池B．待測電阻Rx(約8Ω)C．電流表A1(量程0～1A、內阻很小)D．電流表A2(量程0～3A、內阻很小)E．電阻箱(最大阻值99.9Ω)F．開關一只，導線若干(1)將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S，改變電阻箱的阻值使兩電表有適當的值，記錄電阻箱阻值并讀取兩電表的讀數，重復上述操作。(2)根據記錄的電流表A1的讀數I1和電流表A2的讀數I2，以I2I1為縱坐標，以對應的電阻箱阻值的倒數1R為橫坐標，得到的圖像如圖乙所示。則圖像在縱軸的截距為________，待測電阻Rx＝________Ω(結果保留兩位有效數字)；因兩電表存在一定的內阻，會對電阻測量引起誤差的是________(選填“A1”或“A2”)，且測量值________(選填“大于”或“(3)圖丙是以電流表A1的讀數為橫坐標，以電流表A2的讀數為縱坐標得到的結果。由圖可求得電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。(結果均保留三位有效數字)[解析](2)由串并聯電路知識及歐姆定律可知(I2－I1)R＝I1Rx，變形得I2I1＝1＋Rx·1R，故截距為1；根據圖線斜率可得Rx＝7.2Ω，因I2-I1RI1應為含Rx的支路的總電阻，即(3)由閉合電路歐姆定律可知E＝I1R