Question

實驗題
I．在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出）打點計時器接的是220V、50Hz的交變電流，他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數點A對齊．
（1）按照有效數字的讀數規則讀出相鄰計數點AB、BC、CD、DF．、EF間的距離分別為s_l、s₂、s₃、s₄、s₅，其中s₁=______cm；
（2）該物體的加速度a=______m/s²（保留2位有效數字）．

Ⅱ．某同學要測量一待測電阻R_x的阻值，備選器材如下：
電流表A，量程為50mA，內阻r=30Ω；    電壓表V₁，量程為3V，內阻約為2kΩ；
電壓表V₂，量程為15V，內阻約為4.5kΩ；待測電阻R_x，阻值約為20Ω；
定值電阻R，阻值為100Ω；             滑動變阻器R₁．最大阻值為20Ω；
滑動變阻器R₂，最大阻值為200Ω；       電源E，電動勢為4V，內阻忽略不計；
開關S，導線若干．
實驗中要求電表的讀數超出量程的，能測多組數據，并有盡可能高的測量精確度．
（1）該實驗中電壓表應選用______，滑動變阻器應選用______；
（2）在下面的有框中畫出實驗電路圖，標明儀器代號；
（3）如果在實驗中，電壓表的示數為2.70V時，電流表的指針指在正中間，則待測電阻R_x的阻值為______Ω．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）由圖示刻度尺確定刻度尺的分度值，然后讀出AB間的距離．
（2）根據△x=at²可以求出物體的加速度．
Ⅱ（1）根據電源電動勢選擇電壓表，根據待測電阻阻值與滑動變阻器最大阻值間的關系選擇滑動變阻器．
（2）先確定滑動變阻器采用分壓接法還是限流接法，電流表是內接法還是外接法，然后作出電路圖．
（3）由圖示電流表讀出電流表示數，然后由串并聯電路特點及歐姆定律求出待測電阻阻值．
解答：解：I（1）由圖示可知，刻度尺的分度值是1mm，s₁=1.00cm；
（2）計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，物體的加速度：
a===cm/s²
≈42cm/s²=0.42m/s²；
Ⅱ（1）電壓表電動勢是4V，因此電壓表可選V₁，為了減小誤差，進行多次測量，滑動變阻器可以采用分壓接法，滑動變阻器可以選最大阻值減小的R₁，方便實驗操作．
（2）為了實現多次測量，滑動變阻器可以采用分壓接法，為使電壓表讀數超出量程的，電流表應采用內接法；電流表量程為50mA=0.05A，太小，電路電流大于電流表量程，因此應該給電流表并聯一個分流電阻R，實驗電路圖如圖所示．
（3）由圖示電流表可知，通過電流表的電流I_A=25mA=0.025A，電流表兩端電壓U_A=I_Ar=0.025A×30Ω=0.75V，
通過與電流表并聯的定值電阻的電流I===0.0075A，通過待測電阻的電流I=I_A+I=0.0325A，待測電阻兩端電壓U_X=U_V-U_A=2.7V-0.75V=1.95V，待測電阻阻值R_X===60Ω．
故答案為：Ⅰ（1）1.00；（2）0.42；II（1）V₁；R₁；（2）電路圖如圖所示；（3）60．
點評：對刻度尺進行讀數時，要先確定刻度尺的分度值，要注意估讀；
本題的難點是設計實驗電路圖，知道實驗目的、根據實驗器材、按實驗要求進行實驗設計．