Question

（1）單擺測定重力加速度”的實驗中，①測擺長時，若正確測出懸線長L和擺球直徑d，則擺長為

 

；②測周期時，當擺球經(jīng)過

 

位置時開始計時并計數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次（約60～100次）的時間為t，則周期為

 

．
此外，請你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表（示例的方法不能再用）．
A．天平；  B．刻度尺；   C．彈簧秤；   D．電磁打點計時器；  E．帶夾子的重錘；
F．紙帶；  G．導線若干； H．鐵架臺；   I．低壓交流電源；    J．低壓直流電源；
K．小車；   L．螺旋測微器；   M．斜面（高度可調(diào)，粗糙程度均勻）．

	所選器材（只填器材序號）	簡述實驗方法（不要求寫出具體步驟）
示例	B、D、E、F、G、H、I	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落．用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)果．
實驗設(shè)計

（2）某研究性學習小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學對其提出質(zhì)疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：

器材（代號）	規(guī)格
電流表（A1） 電流表（A2） 電壓表（V1） 電壓表（V2） 滑動變阻器（R1） 滑動變阻器（R2） 直流電源（E） 開關(guān)（S）導線若干	量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω 量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω 量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ 量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ 阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A 阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA 輸出電壓6V，內(nèi)阻不計

①為提高實驗結(jié)果的準確程度，電流表應(yīng)選用

 

；電壓表應(yīng)選用

 

；滑動變阻器應(yīng)選用

 

．（以上均填器材代號）
②為達到上述目的，請在虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖，并標明所用器材的代號．
③若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？
相同點：

 

，不同點：

 

．

Answer 1

分析：（1）擺長等于擺線的長度與擺球的半徑之和；經(jīng)過平衡位置時速度最大，開始計時誤差較�。煌瓿梢淮稳�振動所需的時間為一個周期；根據(jù)單擺的周期公式T=2π

l g

推導重力加速度的表達式．
（2）由圖象可知小燈泡的電壓及電流范圍，則可根據(jù)安全性及準確性選出合適的儀表；由表格中電流從零開始變化，可知滑動變阻器的接法，根據(jù)所選電流表和電壓表內(nèi)阻可知電流表的接法．分析伏安特性曲線，然后答題．

解答：解：（1）①擺長等于擺線的長度與擺球的半徑之和，所以擺長為l+

d

2

．
    ②擺球經(jīng)過平衡位置時速度最大，最大位移處速度為0，在平衡位置開始計時誤差較�。�完成一次全振動的時間為一個周期，一個周期內(nèi)2次經(jīng)過平衡位置，所以T=

2t

N-1

．

	實驗器材	簡述實驗方法
實驗設(shè)計	A、C、E	用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質(zhì)量m，則g=G/m．
或 實驗設(shè)計	B、D、F、G、I、K、M	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)．改變斜面高度再測一次．利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果．

（2）如右圖所示；
①由圖可知，電流最大值為0.12A，故電流表應(yīng)選用A₂，燈泡兩端的電壓最大為2.5V，故電壓表應(yīng)選用V₁，由圖可知，電流電壓是從零開始變化的，故應(yīng)選用分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選用小量程的，故選R₁；
②滑動變阻器選用分壓接法；元件內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接法，電路圖如右圖所示．
③相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系；不同點：
故答案為：（1）A₂；V₁；R₁；
（3）相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系；
不同點：該元件的電阻值隨電壓的升高而減小，而小電珠的電阻值隨電壓的升高而增大．
故答案為：（1）①l+

d

2

； ②平衡；

2t

N-1

；

	實驗器材	簡述實驗方法
實驗設(shè)計	A、C、E	用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質(zhì)量m，則g=G/m．
或 實驗設(shè)計	B、D、F、G、I、K、M	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)．改變斜面高度再測一次．利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果．

（2）①A₂ V₁    R₁
②如圖 外接，分壓
③相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系，該元件的電阻隨電壓的增大而減小，而笑電珠的電阻值隨電壓的升高而增大．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式T=2π

l g

．知道擺長為擺線長度和擺球半徑之和，從平衡位置開始計時誤差較小；小燈泡的伏安特性曲線中的儀表的選擇，及接法，