Question

實驗題
（1）在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打出的紙帶．并在其上取了O、A、B、C、D、E、F 6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點．本圖1中沒有畫出）打點計時器用的是220V、50Hz的交流電源．
①實驗時，在正確安裝好裝置后，把小車放到靠近打點計時器的位置，再先

接通電源

后

釋放小車

，使小車運動，而后得到反映小車運動的紙帶．

②利用紙帶的數據可計算得出該物體的加速度a為

0.641

m/s²；（計算結果保留三位有效數字）
③如果當時電網中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學并不知道，由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏

大

．（填“大”或“小”）．
（2）用圖3給出的器材，測量一只標有“3V、0.6W”的小燈泡正常發光時的電阻R₁．實驗過程要求盡量減小誤差（滑動變阻器最大阻值為10Ω；電源電動勢為12V，內阻為1Ω；電流表內阻約為1Ω，電壓表的內阻約為10kΩ）．
①電流表應選用的是量程是

0.6

 A（選填“0.6”或“3”），電壓表應選用的是量程是

3

 V（選填“3”或“15”）；
②請將你設計的實驗電路圖，畫在圖2的虛線框中；
③根據②中的電路圖，用筆畫線代替導線，完成右下圖中的實物連接；
④若小燈泡發光較暗時的電阻為R₂，你根據所學的知識可判斷出R₁與R₂的大小關系是R₁

大于

  R₂（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析：（1）①實驗時，在正確安裝好裝置后，把小車放到靠近打點計時器的位置，應先接通電源，后釋放小車．②根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，運用逐差可以求出加速度的大小．③當交變電流的頻率是f=49Hz，頻率減小，周期增大，實際中△x增大，根據△x=aT²，分析誤差．
（2）①器材的選擇需精確、安全；根據燈泡的額定電壓和電流確定電壓表和電流表的量程．
②若采用滑動變阻器限流法，無論怎么移動滑動變阻器，燈泡的電壓都超額定值，所以滑動變阻器采用分壓式接法．根據燈泡的電阻大小確定電流表的內外接．
③根據電路圖連接實物圖．
④電流越大，溫度越高，燈絲的電阻率越大，則燈泡的電阻越大．

解答：解：（1）①實驗時，在正確安裝好裝置后，把小車放到靠近打點計時器的位置，應先接通電源，后釋放小車．
②設從O到A各段位移分別為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，得
  x₄-x₁=3a 1T2
  x₅-x₂=3a 2T2
  x₆-x₃=3a3T2
則物體的加速度為a=

1

3

(a1+a2+a3)=

(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)

9T2

由題意知，T=0.1s，代入數據得：a=0.641m/s²
③當交變電流的頻率是f=49Hz，頻率減小，周期增大，實際中△x增大，而該同學不知道，計算加速度時，T仍用0.1s，根據△x=aT²，分析得知，誤差．
運用逐差可以求出加速度的大小．③當交變電流的頻率是f=49Hz，頻率減小，周期增大，實際中△x增大，根據△x=aT²，分析加速度的測量值比實際值偏大．
（2）①燈泡的額定電流I=

P

U

=

0.6

3

A=0.2A，則電流表的量程選擇0.6A．
燈泡的額定電壓為3V，則電壓表選擇的量程為3V．
②若滑動變阻器采用限流法接法，滑動變阻器移動最大值時，燈泡兩端的電壓都超過燈泡的額定電壓，所以滑動變阻器采用分壓式接法；燈泡的內阻大約為15Ω，與電流表內阻相當，屬于小電阻，所以電流表采用外接法．
③根據電路圖連接實物圖．
④正常發光時，電流比較大，燈絲的電阻率大，此時的電阻較大，所以R₁＞R₂．
故答案為：
（1）①接通電源，釋放小車．②0.641．③大．             
（2）①0.6，3
②電路如右圖所示；
③實物電路連接如右圖所示；
④大于．

點評：解決第1題關鍵要掌握測量加速度的原理：△x=aT²，知道如何運用逐差求加速度．
解決第2題的關鍵掌握滑動變阻器的分壓式和限流式接法的區別，以及掌握電流表的內外接．