Question

（1）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中（g取9.8 m/s²）：
①所需器材有打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需

BD

（填字母代號）中的器材．
A．直流電源  B．交流電源  C．游標卡尺  D．毫米刻度尺  E．天平及砝碼  F．秒表
②正確使用打點計時器，打出的某一條紙帶如圖1，O是紙帶靜止時打的點，1、2、3、4、5、6是依次打的6個點，已知電源頻率是50Hz．利用圖1中給出的數據可求出打第4點時的速度v₄=

0.765

 m/s．
（2）用如圖2所示的電路測量電源的電動勢E和內電阻r．
提供的器材有：保護電阻R₀（準確阻值是50Ω）、電阻箱R₁（0～100Ω）、電阻箱R₂（0～200Ω）、電源（電動勢約6V，內阻約1Ω）、單刀單擲開關S₁和單刀雙擲開關S₂、導線若干．
供選擇的器材有：電流表A₁（量程6mA）、電流表A₂（量程60mA）、電流表A₃（量程0.6A）．①電流表應該選

A₂

．
②實驗操作步驟是：閉合開關S₁，電阻箱R₁選取合適的阻值，

閉合開關S₂至接線柱1

，讀取并記錄

電阻箱R₁阻值和電流表的電流強度I₁

；電阻箱R₂選取合適的阻值，保持開關S₁閉合，

閉合開關S₂至接線柱2

，讀取并記錄

電阻箱R₂阻值和電流表的電流強度I₂

．（明確寫出讀取并記錄的物理量的名稱和符號）
③電動勢表達式E=

E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，內電阻表達式r=

r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．

．（用已知和②中讀取并記錄的物理量的符號表示）

Answer 1

分析：1、在驗證機械能守恒的實驗中，驗證動能的增加量與重力勢能的減小量是否相等，所以要測重錘下降的距離和瞬時速度，測量瞬時速度和下降的距離均需要刻度尺，不需要秒表，重錘的質量可以不測．重錘做的是勻加速直線運動，中間時刻的瞬時速度可用平均速度求出．
2、根據電路可能的最大電流和讀數準確性選擇電流表，根據閉合電路歐姆定律求解．

解答：解：（1）①在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，我們驗證的是減少的重力勢能與增加的動能之間的關系，所以除了基本的實驗器材打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物外還需要：交流電源（給打點計時器供電），毫米刻度尺（量位移）．故BD正確．
②第4個點是3到5點的中間時刻，根據中間時刻的瞬時速度等于平均速度得：
v₄=

x35

t35

=

0.0476-0.0170

2×0.02

=0.765m/s
（2）①電路最大電流I=0.12A，所以為了讀數準確電流表應該選擇A₂，
②實驗操作步驟是：閉合開關S₁，電阻箱R₁選取合適的阻值，閉合開關S₂至接線柱1，讀取并記錄電阻箱R₁阻值和電流表的電流強度I₁；
電阻箱R₂選取合適的阻值，保持開關S₁閉合，閉合開關S₂至接線柱2，讀取并記錄電阻箱R₂阻值和電流表的電流強度I₂．
③根據閉合電路歐姆定律得：
E=（R₁+R₀+r）I₁
E=（R₂+R₀+r）I₂
解得：E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．
故答案為：（1）①BD；②0.765．
（2）①A₂；②閉合開關S₂至接線柱1；電阻箱R₁阻值和電流表的電流強度I₁；閉合開關S₂至接線柱2；電阻箱R₂阻值和電流表的電流強度I₂；
③E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．

點評：1、正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果．從紙帶上求速度和加速度高中多個實驗中都用到，一定要熟練掌握．
2、解決該題關鍵要抓住閉合電路歐姆定律求解，對于電表的選擇需要注意安全性和讀數準確性．