Question

（1）某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)
①該同學(xué)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖1所示，接通電源釋放紙帶．請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑?BR>（i）

 

；（ii）

 

．
②該同學(xué)經(jīng)修改錯(cuò)誤后，在正確操作下，研究從靜止開(kāi)始下落的物體所受阻力的情況，得到如圖2所示的紙帶（A、B、C、D、E均為相鄰的打點(diǎn)），測(cè)出A、C間的距離s₁=14.77cm，點(diǎn)C、E間的距離s₂=16.33cm．g=10m/s²．電源的頻率f=50Hz，重錘質(zhì)量為m=1.0kg，設(shè)重錘所受阻力大小不變．在從A下落到E的過(guò)程中，阻力大小表達(dá)式

 

．通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度大小為

 

m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（2）①某同學(xué)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋，選用“×10”的倍率測(cè)量某電阻時(shí)示數(shù)如圖3（該同學(xué)的操作均正確），為了讀數(shù)更加精確，請(qǐng)?jiān)谙铝胁襟E中選擇必須合理的步驟并按操作先后順序填在橫線(xiàn)上

 

．（填序號(hào)）
A．用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零
B．選用“×100”的倍率擋
C．選用“×l”的倍率擋
D．將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使表針指在最右端的零位置
E．將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩極接觸，重新測(cè)量
②某同學(xué)想用下列器材測(cè)量一電流表的內(nèi)電阻r_A，要求測(cè)量時(shí)兩電表指針的偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其一半．
A．待測(cè)電流表A（量程300μA，內(nèi)阻約為100Ω）
B．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻R_V=1kΩ）
C．電源E（電動(dòng)勢(shì)約4V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）
D．定值電阻R₁=10Ω
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～20Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A）
F．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線(xiàn)若干
③在方框中畫(huà)出測(cè)量電路原理圖．
④電路接通后，正確測(cè)得電壓表讀數(shù)為2.8V，電流表讀數(shù)為280μA，則所測(cè)電流表內(nèi)阻r_A=

 

．

Answer 1

分析：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，實(shí)驗(yàn)前，重物應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處；
②由勻變速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求出物體的加速度，然后由歐姆定律列方程求出阻力表達(dá)式；
做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度．
（2）①用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，要選擇合適的倍率，使電表指針只在表盤(pán)中央附近；根據(jù)圖示歐姆表指針選擇合適的倍率（檔），然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再用歐姆表測(cè)電阻阻值．
②③要測(cè)電流表內(nèi)阻，需要測(cè)出電流表兩端電壓與通過(guò)電流表的電流；根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，然后按照題目要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，作出電路圖．
④根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，應(yīng)用歐姆定律求出電流表阻值．

解答：解：（1）①由圖1可知，電壓使用直流電源，這是錯(cuò)誤的，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源；
接通電源放開(kāi)紙帶前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由圖示可知，重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
②物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，在相鄰相等時(shí)間t=2T=

2

f

，內(nèi)的路程分別是S₁、S₂，設(shè)加速度為a，
則S₂-S₁=at²，a=

s2-s1

t2

=

s2-s1

( 2 f )2

=

(s2-s1)f2

4

，
物體受到重力mg與摩擦力f作用，由牛頓第二定律得：mg-f=ma，則f=mg-ma=mg-

m(s2-s1)f2

4

；
C點(diǎn)的即時(shí)速度v_C=

.

vAE

=

sAE

4T

=

14.77cm+16.33cm

4×0.02s

=388.75cm/s≈3.88m/s；
（2）①由圖3可知，歐姆表指針指針偏向左側(cè)，示數(shù)較大，說(shuō)明所選擇的倍率太小，
為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)換用大倍率的檔位，因此接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是：
B、選用“×100”的倍率擋；D、將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使表針指在最右端的零位置；
E、將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩極接觸，重新測(cè)量；故實(shí)驗(yàn)操作是：B、D、E．
②如果把滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表串連接入電路，電路最小電流：
I=

E

RA+R1+R滑

=

4V

100Ω+10Ω+20Ω

≈0.03A=30000μA，大于電流表量程，
因此不能采用串聯(lián)的方法，可以把電流表與定值電阻并聯(lián)，然后與電壓表串聯(lián)，
為了進(jìn)行多次測(cè)量，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法．
③根據(jù)②的分析，作出實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖所示．
④由實(shí)驗(yàn)電路圖可知，通過(guò)電壓表的電流I_V=

UV

RV

=

2.8V

1000Ω

=2.8×10^-3A，
I_A=280μA=2.8×10^-4A，通過(guò)定值電阻的電流：
I=I_V-I_A=2.8×10^-3A-2.8×10^-4A=2.52×10^-3A，
電阻兩端電壓U=IR₁=2.52×10^-3A×10Ω=2.52×10^-2V，
電流表電阻r_A=

U

IA

=

2.52×10-2V

2.8×10-4A

=90Ω；
故答案為：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；②mg-

m(s2-s1)f2

4

；3.88；
（2）①B、D、E；③電路圖如圖所示；④90Ω．

點(diǎn)評(píng)：（1）本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求阻力、求瞬時(shí)速度等問(wèn)題，難度不大，熟悉實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、掌握勻變速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可正確解題．
（2）本題考查了歐姆表的使用方法、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、求電阻等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度較大，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ�求較高，是本題的難點(diǎn)．