Question

（1）在“用單擺測重力加速度”的實驗中，小明同學的操作步驟為：
A．取一根細線，下端系著直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上；
B．用刻度尺量得細線長度l；
C．在細線偏離豎直方向角度很小時釋放小球；
D．用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t，得到周期T=

t

n

；
E．用公式g=

4π2l

T2

計算重力加速度
①為減小實驗誤差，小明同學應(yīng)在小球經(jīng)過

 

（選填“釋放位置”或“平衡位置”）時開始計時．
②按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比

 

（選填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（2）小亮同學為研究某電學元件（最大電壓不超過2.5V，最大電流不超過0.55A）的伏安特性曲線，在實驗室找到了下列實驗器材：
A．電壓表（量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的伏特表）
B．電壓表（量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的伏特表）
C．電流表（量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的安培表）
D．電流表（量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω的安培表）
F．滑動變阻器（阻值范圍0～5Ω），額定電流為0.6A
G．滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω），額定電流為0.6A
直流電源（電動勢E=3V，內(nèi)阻不計） 開關(guān)、導線若干．
該同學設(shè)計電路并進行實驗，通過實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示電學元件上的電流和電壓）．

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

①為提高實驗結(jié)果的準確程度，電流表選

 

；電壓表選

 

；滑動變阻器選

 

．（以上均填寫器材代號）
②請在上面的方框中畫出實驗電路圖；
③在圖（a）中描出該電學元件的伏安特性曲線；
④據(jù)圖（a）中描出的伏安特性曲線可知，該電學元件的電阻隨溫度而變化的情況為：

 

；
⑤把本題中的電學元件接到圖（b）所示電路中，若電源電動勢E=2.0V，內(nèi)阻不計，定值電阻R=5Ω，則此時該電學元件的功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）用單擺測重力加速度的實驗中為減小實驗誤差，應(yīng)在小球經(jīng)過平衡位置時開始計時；單擺的擺長應(yīng)該是細線長度l加小球的半徑；
（2）由安全性和準確性根據(jù)額定電壓可知應(yīng)使用的電壓表；由額定電流可知應(yīng)采用的電流表； 滑動變阻器采用分壓式接法，應(yīng)該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測量．
（3）要求測量從0V到2.0V的電壓下待測元件的通過的電流，所以應(yīng)采用分壓式接法．由于待測元件的電阻更接近電流表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法．

解答：解：（1）用單擺測重力加速度的實驗中小球經(jīng)過平衡位置時的速度最大，更容易確定開始的時間，故為減小實驗誤差，應(yīng)在小球經(jīng)過平衡位置時開始計時；單擺的擺長應(yīng)該是細線長度l加小球的半徑，該實驗中，僅僅用刻度尺量得細線長度l，沒有算上小球的半徑，根據(jù)單擺周期的公式：T=2π

L g

，L偏小，故T偏�。�
（2）因待測元件的額定電壓為2.5V，故電壓表應(yīng)A；
額定電流為0.55A，故電流表應(yīng)選C，
滑動變阻器采用分壓式接法，應(yīng)該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測量．故選F．
（3）要求測量從0V到2.0V的電壓下通過待測元件的電流，所以應(yīng)采用分壓式接法．由于待測元件的電阻更接近電流表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法．
（4）描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測定對應(yīng)的多組路端電壓和電流，本實驗中用兩個坐標點描繪圖象．圖（a）中描出的伏安特性曲線可知，該電學元件的電阻隨溫度而變化的情況是元件電阻隨溫度升高而增大；
（5）由圖可以計算待測元件的最大電阻：Rm=

△U

△I

=5.0Ω，接入b電路時待測元件的電阻要小于5Ω，它分擔的電壓也小于1V，流過它的電流是0.21A時，由圖表可知其電阻：R′=

0.4

0.21

=1.90Ω
流過它的電流是0.12A時，由圖表可知其電阻：R″=

0.20

0.12

=1.67Ω
故待測元件的電功率：估計大約是0.14～0.18W．
故答案為：（1）平衡位置；偏�。�        
          （2）①C；A； F．         ②如答圖1所示．         ③如答圖2所示．       ④元件電阻隨溫度升高而增大．      ⑤0.14～0.18W均可．             

點評：電學實驗中要注意儀表的選擇方法、實物圖的連接、電路的接法等，要多練習從而找出相應(yīng)的規(guī)律； 明確分壓接法使用的條件，并能根據(jù)電流表及電壓表的內(nèi)阻確定電流表的內(nèi)外接法；測小燈泡的伏安特性曲線采用的均為分壓外接法．