Question

實驗題
（1）如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊4自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記人表中．（g取9.8m/s²）

實驗序號	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
傳感器示數v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.43
v2（m2/s2）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	11.76

①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），髙度可以調節的斜面，此外還需的器材有

 

；
A、毫米刻度尺 　　　B、天平　　 C．秒表 　D．打點計時器 E彈簧測力計
②選擇適當的物理量在如圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系圖象；（需標出橫縱坐標所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明機械能守恒的依據，若不守恒，說明機械能不守恒的原因．你的結論是

 

；
（2）測一個待測電阻Rx（約200Ω）的阻值，除待測電阻外，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3V，內阻不計；
電流表A₁ 量程0～10mA、內阻r₁約為50Ω；
電流表A₂：量程0～50μA、內阻r₂=1000Ω；
滑動變阻器R₁：最大阻值20Ω、額定電流2A；
電阻箱R₂：阻值范圍0～9999Ω
①由于沒有提供電壓表，為了測定待測電阻上的電壓，應選電流表

 

與電阻箱R₂連接，將其改裝成電壓表．
②對于下列測量R_x的四種電路圖（如圖3），為了測量準確且方便應選圖

 

．

③實驗中將電阻箱R₂的阻值調到4000Ω，再調節滑動變阻器R₁，兩表的示數如圖4所示，可測得待測電阻R_x的測量值是

 

Ω

Answer 1

分析：（1）根據表中數據，v²與h成正比，因此做v²-h圖象，能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系．要由此裝置驗證機械能守恒定律，需要用毫米刻度尺測量斜面高度h．
（2）電表改裝時要知道其確切的內阻大小，串聯電阻改裝為電壓表，并聯電阻改裝為電流表；
（2）由于滑動變阻器總阻值與待測電阻相比較小，故選用滑動變阻器分壓式接法，根據待測電阻和改裝的電壓表內阻之間關系可知，安培表要外接；
（3）根據指針指示可正確讀出電表讀數，根據歐姆定律R=

U

I

可求出待測電阻大小．

解答：解：（1）①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器A．毫米刻度尺用來測量斜面高度h．故選A．
②根據表中數據，v²與h成正比，因此做v²-h圖象，能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系．

③v²-h圖象是過原點的一條直線，所以圖線過原點且斜率k=2g，理論上v²=2gh，所以機械能守恒．
（2）①電壓表可以通過電流表的改裝完成，根據改裝原理：定值電流表A₂應與電阻箱串聯．
②由于滑動變阻器總阻值與待測電阻相比較小，故選用滑動變阻器分壓式接法；改裝后的電壓表電阻大于1000Ω，由Rx＜

RARV

，故安培表外接，故乙正確．
（3）根據mA表頭讀數精度值為0.2mA，故讀成6.4mA；由?A表頭讀數精度值為10?A，故讀成240?A，
電阻阻值：R_x=

U

I

=187.5Ω．
故答案為：（1）①A      ②如圖 
③圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒
（2）①A₂
②乙
③187.5Ω

點評：只有掌握了實驗原理才能順利解決此類題目，才能以不變應萬變．本題考查了電學實驗的基礎知識，電表改裝、滑動變阻器的分壓接法、電流表的外接法，電表讀數等，是考查基礎知識的好題．