Question

（Ⅰ）如圖1甲所示，包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛，蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)．測得記號之間的距離依次為20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：

①圖1乙中的    端是圓柱體的懸掛端（填“左”或“右”）；
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落的速度v_D=    m/s； 圓柱棒豎直下落的加速度為    m/s2
（Ⅱ）要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：
A：待測電壓表（量程6V，內(nèi)阻約3KΩ）；
B：電流表（量程3A，內(nèi)阻約為0.01Ω）；
C：定值電阻（阻值R=2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）；
D：電源（電動(dòng)勢約為4.5V，但不知其準(zhǔn)確值，內(nèi)阻不計(jì)）；
E：開關(guān)兩只，導(dǎo)線若干．現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路，請你選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)可行的電路，利用這個(gè)電路完成測量電壓表的內(nèi)阻，要求測量盡可能準(zhǔn)確．
①你所選電路是    （填序號）
②根據(jù)你所選電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量    ．
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）無論實(shí)驗(yàn)的形式如何變化，掌握實(shí)驗(yàn)裝置的原理是解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，如在本題中，蘸有顏料的毛筆隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)一圈就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，這就像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔一定時(shí)間就打一個(gè)點(diǎn)．?dāng)?shù)據(jù)的處理思路與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶處理一樣；
（2）電阻較大，用電流表示數(shù)太小，通過開關(guān)的閉合變化，利用歐姆定律推導(dǎo)電壓表的內(nèi)阻．
解答：解：（1）①圓柱做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，間距越來越大，故左端是懸掛端；
②根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，有：
V_D=，銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，即每秒轉(zhuǎn)20周，所以T=0.05s，代入求得V_D=1.60m/s；
由△x=aT²知，a==9.6m/s
（2）①由于電阻較大，電流較小，用電流表的示數(shù)非常小，誤差較大，故用乙圖；
②A：按乙圖連接好實(shí)驗(yàn)電路；B：閉合s₁、s₂，記下電壓表的讀數(shù)U₁；C：再斷開s₂，記下電壓表的讀數(shù)U₂
③閉合s₁、s₂，電壓表的示數(shù)為電源電動(dòng)勢U₁，再斷開s₂，電壓表與電阻串聯(lián)，，所以，
點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)裝置是根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)新穎，考查學(xué)生的創(chuàng)新思維，只要必須好課本上該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，就可以順利解答該題．