Question

（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在電壓為E，頻率為f的交流電源上，在實(shí)驗(yàn)中打下一條理想紙帶，如圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離為S₀，點(diǎn)AC間的距離為S₁，點(diǎn)CE間的距離為S₂，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，則：
①起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為△E_P=

 

，重錘動(dòng)能的增加量為△E_K=

 

．
②根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=

 

，它和當(dāng)?shù)氐闹亓λ俣萭進(jìn)行比較，則a

 

g（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）現(xiàn)有一量程未準(zhǔn)確確定的電壓表V₁，刻度盤(pán)總共有N個(gè)小格、且刻度均勻，已知其量程在4.8-6.0V之間，內(nèi)阻r₁=15kΩ．為測(cè)定其準(zhǔn)確量程U₁，實(shí)驗(yàn)室提供了如下表所列的器材．要求方法簡(jiǎn)捷，盡可能減少誤差，并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)．

器材（代號(hào)）	規(guī)格
標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2	量程1.2V，內(nèi)阻r2=3kΩ
滑動(dòng)變阻器R	總阻值20Ω
穩(wěn)壓電源E	6V，內(nèi)阻很小
開(kāi)關(guān)S
導(dǎo)線(xiàn)若干

①某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖，根據(jù)選擇的電路圖，將下列有關(guān)器材連成測(cè)量電路．

②若實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有提供電壓表V₂，而提供如下器材：電流表A，已知其量程為0.6A，內(nèi)阻r=0.5Ω、定值電阻R₀=10Ω．另有一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙、丙三種電路圖，你認(rèn)為應(yīng)該選擇

 

電路圖進(jìn)行測(cè)量．

③若選擇②小題中正確的一組來(lái)計(jì)算電壓表V₁量程U₁，則電壓表V₁量程的表達(dá)式U₁=

 

，式中各符號(hào)表示的物理量是：

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
②根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小，由于存在阻力的作用，a＜g．
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖．根據(jù)測(cè)量的誤差角度出發(fā)，分析正確的測(cè)量電路．根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律得出待測(cè)電壓表的量程．

解答：解：（1）①起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為△E_P=mg（s₀+s₁）．
C點(diǎn)的瞬時(shí)速度vC=

s1+s2

4T

=

(s1+s2)f

4

，則動(dòng)能的增加量△Ek=

1

2

mvc2=

m(s1+s2)2f2

32

．
②根據(jù)s2-s1=a?(2T)2=

4a

f2

，所以a=

(s2-s1)f2

4

．因?yàn)榇嬖谧枇ψ饔�，則a＜g．
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示．
②由于電流表內(nèi)阻較小，待測(cè)電壓表內(nèi)阻較大，若將兩表串聯(lián)，通過(guò)電流表的電流較小，實(shí)驗(yàn)誤差較大，所以將電流表與定值電阻串聯(lián)，改裝為電壓表，再與待測(cè)電壓表并聯(lián)．則應(yīng)該選擇乙電路測(cè)量．
③待測(cè)電壓表兩端的電壓U=I（r+R₀），則待測(cè)電壓表的量程U1=

U

N1

N=

I(R0+r)

N1

N，I為電流表A的讀數(shù)，N₁為電壓表V₁的指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)．
故答案為：（1）①mg（s₀+s₁），

m(s1+s2)2f2

32

②

(s2-s1)f2

4

，＜．
（2）①如圖；
       
②乙；        
③U1=

I(R0+r)

N1

N；
I為電流表A的讀數(shù)，N₁為電壓表V₁的指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于力學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)，會(huì)分析誤差原因，以及掌握電表的改裝原理．