Question

I、某同學在做測玻璃折射率的實驗中，使用的是半圓形玻璃磚，P₁、P₂、P₃、P₄是按順序插在軟木板上的大頭針，如圖1所示．下述關于實驗操作中的做法，正確的是

 

．（填選項對應的字母）
A．若任意選取P₁、P₂連線的方向和入射點A的位置，都可以在圓弧久側適當位置處插上第三個大頭針，使其同時擋住P₁、P₂的像
B．如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，可不使用大頭針P₄
C．可以用P₁、P₂連線作為入射光線，也可以用P₄、P₃連線作為入射光線
D．為減小誤差，P₁、P₂間距和P₃、P₄間距應適當大一些
II、在測一節干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：
A．待測干電池（電動勢約為1.5V，內阻約為4Ω）
B．電壓表V₁（量程0～2V，內阻約為2000Ω）
C．電壓表V₂（量程0～6V，內阻約為6000Ω）
D．電阻箱R₁（最大電阻99.9Ω，額定電流1A）
E．滑動變阻器R₂（最大電阻20Ω，額定電流2A）
F．滑動變阻器R₃（最大電阻200Ω，額定電流1A）
G．電鍵一個，導線若干
（1）為方便且能較準確地進行測量，電壓表應選擇

 

，電阻箱或滑動變阻器應選擇

 

（填寫器材前面的字母）．
（2）請在下面所給方框內，畫出利用所選器材測干電池的電動勢和內阻的實驗電路圖，圖2．
（3）某同學在實驗中得到了多組路端電壓和外電阻的數據，對所得數據進行處理后，在坐標紙上做出了如上圖線：
由圖線得出：干電池的電動勢E=

 

V，內阻r=

 

Ω（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析：Ⅰ在做測玻璃折射率的實驗中，P₁、P₂連線的方向應不從A點跟玻璃磚直角面垂直，如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，可不使用大頭針P₄，用P₁、P₂連線作為入射光線，也可以用P₄、P₃連線作為入射光線，為減小測量誤差，P₁、P₂間距和P₃、P₄間距應適當大一些．
Ⅱ（1）一節干電池的電動勢約為1.5V，電壓表量程0～2V即可．根據伏阻法測量電動勢和內阻的實驗原理，需要選擇電阻箱．（2）將電阻箱與電壓表并聯，并連接到電源兩端．（3）根據閉合電路歐姆定律得到電壓表讀數與電阻箱電阻的關系式，經過數學變形，得出

1

R

與

1

U

的關系式，再由數學知識求出干電池的電動勢E和內阻r．

解答：解：I、A、若入射光線從A點垂直射入玻璃磚，經過玻璃后方向不變，無法測量折射率，所以不能任意選取P₁、P₂連線的方向和入射點的位置．故A錯誤．
B、如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，出射光線就在過AP₃連線上，可以不用第四根大頭針P₄．故B正確．
C、測量時，可以用P₁、P₂連線作為入射光線，也可以用P₄、P₃連線作為入射光線．故C正確．
D、P₁、P₂間距和P₃、P₄間距較大時，相同的偏轉距離引起的角度誤差會小些，因此為減小誤差，P₁、P₂間距和P₃、P₄間距應適當大一些．故D正確．
故選BCD
II、（1）一節干電池的電動勢約為1.5V，電壓表量程0～2V即可，即電壓表選B．根據伏阻法測量原理，要測出電阻的值，所以要選用電阻箱，所以電阻箱或滑動變阻器應選擇D．
 （2）電路圖如圖所示．

 （3）根據閉合電路歐姆定律得：U=E-

U

R

r，由數學變形得：

1

R

=

E

r

?

1

U

-

1

r

，由數學知識得知，

1

R

-

1

U

圖象的橫軸截距大小等于

1

r

，則有

1

r

=0.3，得到r≈3.3Ω．圖線的斜率大小等于

E

r

，則有

E

r

=

0.3

0.7

，解得E≈1.4V．
故答案為：
I、BCD
II、（1）B；D
     （2）
       
      （3）1.4； 3.3．

點評：本題考查對插針法測定玻璃磚折射率原理的理解和伏阻法測量電源的電動勢和內阻原理的理解．根據閉合電路歐姆定律進行數學變形，將非線性關系的兩個量，變成線性關系來研究，采用的是轉換法思維．