Question

（1）某同學做“驗證機械能守恒定律”實驗
①該同學開始實驗時情形如圖1所示，接通電源釋放紙帶．請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當?shù)牡胤剑?br />（i）______；（ii）______．
②該同學經(jīng)修改錯誤后，在正確操作下，研究從靜止開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），測出A、C間的距離s₁=14.77cm，點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，設重錘所受阻力大小不變．在從A下落到E的過程中，阻力大小表達式______．通過C點時的即時速度大小為______m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（2）①某同學將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋，選用“×10”的倍率測量某電阻時示數(shù)如圖3（該同學的操作均正確），為了讀數(shù)更加精確，請在下列步驟中選擇必須合理的步驟并按操作先后順序填在橫線上______．（填序號）
A．用小螺絲刀進行機械調(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、黑表筆分別與待測電阻兩極接觸，重新測量
②某同學想用下列器材測量一電流表的內(nèi)電阻r_A，要求測量時兩電表指針的偏轉(zhuǎn)均超過其一半．
A．待測電流表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（電動勢約4V，內(nèi)阻忽略不計）
D．定值電阻R₁=10Ω
E．滑動變阻器R₂（0～20Ω，允許通過的最大電流2.0A）
F．開關(guān)S，導線若干
③在方框中畫出測量電路原理圖．
④電路接通后，正確測得電壓表讀數(shù)為2.8V，電流表讀數(shù)為280μA，則所測電流表內(nèi)阻r_A=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①打點計時器使用交流電源，實驗前，重物應放在靠近打點計時器處；
②由勻變速運動的特點求出物體的加速度，然后由歐姆定律列方程求出阻力表達式；
做勻變速運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出C點的瞬時速度．
（2）①用歐姆表測電阻時，要選擇合適的倍率，使電表指針只在表盤中央附近；根據(jù)圖示歐姆表指針選擇合適的倍率（檔），然后進行歐姆調(diào)零，再用歐姆表測電阻阻值．
②③要測電流表內(nèi)阻，需要測出電流表兩端電壓與通過電流表的電流；根據(jù)所給實驗數(shù)據(jù)，應用歐姆定律進行計算，然后按照題目要求設計實驗電路，作出電路圖．
④根據(jù)串并聯(lián)電路特點，應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，這是錯誤的，打點計時器應使用交流電源；
接通電源放開紙帶前，重物應靠近打點計時器，由圖示可知，重物離打點計時器太遠．
②物體做勻變速運動，在相鄰相等時間t=2T=，內(nèi)的路程分別是S₁、S₂，設加速度為a，
則S₂-S₁=at²，a===，
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-；
C點的即時速度v_C====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，說明所選擇的倍率太小，
為準確測量電阻阻值，應換用大倍率的檔位，因此接下來的實驗操作是：
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、黑表筆分別與待測電阻兩極接觸，重新測量；故實驗操作是：B、D、E．
②如果把滑動變阻器、定值電阻、電流表串連接入電路，電路最小電流：
I==≈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)，
為了進行多次測量，滑動變阻器可以采用分壓接法．
③根據(jù)②的分析，作出實驗電路圖，如圖所示．
④由實驗電路圖可知，通過電壓表的電流I_V===2.8×10^-3A，
I_A=280μA=2.8×10^-4A，通過定值電阻的電流：
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===90Ω；
故答案為：（1）①打點計時器接了直流電；重物離打點計時器太遠；②mg-；3.88；
（2）①B、D、E；③電路圖如圖所示；④90Ω．
點評：（1）本題考查了實驗注意事項、求阻力、求瞬時速度等問題，難度不大，熟悉實驗，知道實驗注意事項、掌握勻變速運動的運動規(guī)律即可正確解題．
（2）本題考查了歐姆表的使用方法、實驗電路設計、求電阻等問題，實驗設計難度較大，對學生的實驗能力要求較高，是本題的難點．