Question

（1）在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，當分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（如圖1所示），游標卡尺的示數如圖2所示；接著轉動手輪，當分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時（如圖3所示），游標卡尺的示數如圖4所示．已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m．

①圖2中游標卡尺的示數為    mm；
②圖4游標卡尺的示數為    mm；
③實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是    ，
所測光的波長為    m．（保留兩位有效數字）
（2）為了測一個自感系數很大的線圈L的直流電阻R_L，實驗室提供以下器材：
（A）待測線圈L（阻值約為2Ω，額定電流2A）
（B）電流表A₁（量程0.6A，內阻r₁=0.2Ω）
（C）電流表A₂（量程3.0A，內阻r₂約為0.2Ω）
（D）滑動變阻器R₁（0～10Ω）
（E）滑動變阻器R₂（0～1kΩ）
（F）定值電阻R₃=10Ω
（G）定值電阻R₄=100Ω
（H）電源（電動勢E約為9V，內阻很小）
（I）單刀單擲開關兩只S₁、S₂，導線若干．
要求實驗時，改變滑動變阻器的阻值，在盡可能大的范圍內測得多組A₁表 和A₂表的讀數I₁、I₂，然后利用給出的I₂-I₁圖象（如圖6所示），求出線圈的電阻R_L．
①實驗中定值電阻應選用    ，滑動變阻器應選用    ．
②請你畫完圖5方框中的實驗電路圖．
③實驗結束時應先斷開開關    ．
④由I₂-I₁圖象，求得線圈的直流電阻R_L=    Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）題的關鍵是理解“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的實驗原理及公式x=的含義；
（2）題的關鍵是應將電阻一定的電流表與定值電阻串聯作為電壓表使用，在求線圈電阻時根據歐姆定律求出兩電流表示數間的函數關系，然后再根據圖象的斜率求解．
解答：解：（1）①圖2中游標卡尺讀數為=11mm+4×0.1mm=11.4mm   
②圖4中游標卡尺讀數為=16mm+7×0.1mm=16.7mm   
③實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是求其平均值，以減小測量的絕對誤差（或提高測量的精確度）； 根據公式x=得λ=，其中L=1m，x===1.325m，d=0.5mm=0.5m，代入數據解得λ=6.6×m．
（2）①待測電阻額定電壓U=IR=2×2=4V，因電流表內阻為定值，應將與定值電阻串聯，根據歐姆定律有R==Ω=6.7Ω，故定值電阻應選，從圖象可知電流從零逐漸增大，故滑動變阻器應用分壓式接法，故應選阻值小的變阻器．
②根據歐姆定律可知電路圖如圖所示．

③為防止發生斷電自感現象而損壞，實驗結束時應先斷開開關S₂．  
④根據歐姆定律有=+，變形為=.，由-圖象求出其斜率K==6，=6，可解出=2.0Ω 
故答案為（1）①11.4，16.7，③減小測量的絕對誤差（或提高測量的精確度），6.6
        （2）①，，②如圖，③，④2.0Ω．
點評：當遇到通過圖象求解的問題時，應先根據物理規律寫出縱軸與橫軸物理量間的函數關系，然后利用斜率和截距的概念求解即可．