Question

（1）為檢測一個標值為5Ω的滑動變阻器，現可供使用的器材如下：
A．待測滑動變阻器R_x，總電阻約5Ω
B．電流表A₁，量程0.6A，內阻約0.6Ω
C．電流表A₂，量程3A，內阻約0.12Ω
D．電壓表V₁，量程15V，內阻約15kΩ
E．電壓表V₂，量程3V，內阻約3kΩ
F．滑動變阻器R，總電阻約20Ω
G．直流電源E，電動勢3V，內阻不計
H．電鍵S、導線若干
①為了盡可能精確測定R_x的總電阻值，所選電流表為

 

（填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為

 

（填“V₁”或“V₂”）；
②請根據實驗原理圖甲，完成圖乙未完成的實物連線，使其成為測量電路；
③圖丙所示是用螺旋測微器測量待測滑動變阻器所采用的電阻絲的直徑，則該電阻絲的直徑為

 

mm．

（2）光電計時器是一種研究物體運動情況的常見儀器．當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用如圖1所示裝置探究物體的加速度與其質量、所受合外力的關系，NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，l、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，測得其寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t₁和t₂．
①該實驗中，在改變小車的質量M或沙桶的總質量m時，保持M＞＞m，這樣做的目的是

 

②為了計算出小車的加速度，除了測量d、t₁和t₂之外，還需要測量

 

，若上述測量用x表示，則用這些物理量計算加速度的表達式為a=

 

；
⑤某同學經過測量、計算得到如下表數據，請在圖2中作出小車的加速度與所受合外力的關系圖象；

組別	1	2	3	4	5	6	7
M/kg	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58
F/N	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
a/m．s	0.13	0.17	0.26	0.34	0.43	0.51	0.59

④由圖象可以看出，該實驗存在著較大的誤差，產生誤差的主要原因是：

 

．

Answer 1

分析：（1）題關鍵是根據根據歐姆定律求出電流最大值，從而選出電流表的量程，然后通過求比值

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

確定電流表應用外接法．
（2）的關鍵是弄清當沙和沙桶總質量遠小于小車質量時，繩子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，只有平衡好摩擦力繩子對小車的拉力才為小車受到的合力．

解答：解：（1）①由于電源電動勢E=3V，故電壓表應選

V

2

，根據歐姆定律通過待測電阻的最大電流

I

m

=

U

R

=

3

5

A=0.6A，所以電流表應選

A

1

．
②由于

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應用外接法，實物圖如圖所示

③螺旋測微器讀數為d=1mm+20.8×0.01mm=1.208mm
（2）①根據牛頓第二定律可得當m＜＜M時，繩子拉力F=mg，即保持M＞＞m的目的是繩子拉力約等于沙和沙桶總重力mg．
②為了計算出小車的加速度，除了測量d、t₁和t₂之外，還需要測量兩光電門之間的距離（或小車由光電門1運動到光電門2所用的時間），
由

v

2 2

-v

2 1

=2ax可得，
a=

v 2 2 -v 2 1

2x

，

v

1

=

d

t   1

，

v

2

=

d

t   2

，
代入解得a=

d 2   (t 2 1 -t 2 2 )

2 xt 2 1 t 2 2

．（或由a=

△v

△t

=

v   2 -v   1

t

=

d t   2 - d t   1

t

=

d (t   1 -t   2 )

xt   1 t   2

）
③小車加速度與合外力圖象如圖所示

④由圖象可知，有橫軸截距說明沒有完全平衡摩擦力（或木板傾角太小）．
故答案為（1）①

A

1

，

V

2

  ②如圖所示   ③1.208
        （2）①繩子拉力約等于沙和沙桶總重力mg，②兩光電門之間的距離（或小車由光電門1運動到光電門2所用的時間），

d 2   (t 2 1 -t 2 2 )

2 xt 2 1 t 2 2

或

d (t   1 -t   2 )

xt   1 t   2

，③如圖所示，④沒有完全平衡摩擦力（或木板傾角太小）．

點評：明確實驗原理是解決實驗問題的關鍵，對電學實驗題目要通過電路計算來選擇電表以及變阻器的連接方法．