Question

（2013·天津河?xùn)|二模，9題）(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度�；瑝K上的左右兩端各有一個(gè)完全一樣的遮光板，若光線(xiàn)被遮光板遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電平�；瑝K在細(xì)線(xiàn)的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光板l、2分別經(jīng)過(guò)光電傳感器時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電平隨時(shí)間變化的圖像。

①實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，則圖乙中的t₁、t₂、t₃、t₄間滿(mǎn)足關(guān)系           則說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

②如圖丙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光板的寬度d=     mm。掛上鉤碼后，將滑塊由如圖甲所示位置釋放，通過(guò)光電傳感器和計(jì)算機(jī)得到的圖像如圖乙所示，若t₁、t₂、t₃、t₄和d已知，則遮光板1和遮光板2在經(jīng)過(guò)光電傳感器過(guò)程中的平均速度分別為        、         。(用已知量的字母表示)

③在②情況下，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=        ．(用已知量的字母表示)

(3)為了測(cè)一個(gè)自感系數(shù)很大的線(xiàn)圈L的直流電阻R_L，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：

(A)待測(cè)線(xiàn)圈L(阻值約為2，額定電流2A)

    (B)電流表A₁(量程0．6A，內(nèi)阻r₁=0．2)

    (C)電流表A₂(量程3．0A，內(nèi)阻r₂約為0．2)

    (D)滑動(dòng)變阻器R₁(0～l 0)

    (E)滑動(dòng)變阻器R₂(0～l k)

    (F)定值電阻R₃=10

    (G)定值電阻R₄=100

    (H)電源(電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻很小)

    (I)單刀單擲開(kāi)關(guān)兩只S₁、S₂，導(dǎo)線(xiàn)若干。

要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，在盡可能大的范圍內(nèi)測(cè)得多組A_l表和A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，然后利用給出的I₂-I₁圖象(如圖所示)，求出線(xiàn)圈的電阻R_L。

①實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)選用        ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用         。

②請(qǐng)你畫(huà)完方框中的實(shí)驗(yàn)電路圖。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)        。

④由I₂-I₁圖象，求得線(xiàn)圈的直流電阻R_L=     

Answer 1

【答案】

【解析】 (2)實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，要求不掛鉤碼時(shí)滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，則兩遮光板的擋光時(shí)間相等，有。

游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)尺上第15個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×15mm=0.75mm，所以最終讀數(shù)為：主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)=10mm+0.75mm=10.75mm.

遮光板1和遮光板2在經(jīng)過(guò)光電傳感器過(guò)程中的平均速度等于各自擋光時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式可知，進(jìn)而可解得加速度a。

(3)①待測(cè)電阻額定電壓U=IR=2×2=4V，因電流表內(nèi)阻為定值，應(yīng)將與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律有R==6.7Ω，故定值電阻應(yīng)選，從圖象可知電流從零逐漸增大，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，故應(yīng)選阻值小的變阻器．
②根據(jù)歐姆定律可知電路圖如圖所示．
③為防止發(fā)生斷電自感現(xiàn)象而損壞，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂．  
④根據(jù)歐姆定律有，變形為，由圖象求出其斜率K=6，可解出=2.04Ω .