Question

（1）如圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶．
①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為

 

．
②ABCD是紙帶上四個計數點，每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點間距s=

 

；C點對應的速度是

 

（計算結果保留三位有效數字）．

（2）如圖甲為測量電阻R_x的電路，R為電阻箱，R′為起保護作用的滑動變阻器，S為單刀雙擲開關．
（a）測量待測電阻R_x的實驗步驟為：把開關擲于a，記下電流表的示數I；開關擲于b，調節變阻箱R，使電流表的示數為

 

．變阻箱的讀數即為R_x的阻值．
（b）請在圖乙中以筆畫線代替導線按實驗原理圖將實物圖補充完整．

（c）一位同學利用本實驗的部分器材測電源電動勢及內阻，設計了如圖丙電路． 實驗步驟為：閉合開關S，調節變阻箱的讀數為R₁，讀出電流表的示數I₁；

 

，讀出電流表的示數I₂．由方程

 

及方程

 

聯立可解出電動勢E及內阻r．由于所有的電流表不是理想電流表，則計算出的內阻值比實際值偏

 

．（選填“大”或“小”）

Answer 1

分析：（1）打點計時器打點周期與交變電流的周期相同．由t=0.02s（n-1），算出計數點間的時間隔T，BD間平均速度近似等于C點的速度．
（2）對照電路圖按順序連線．將單刀雙擲開關先后打到a、b兩端，調節電阻箱，使兩次電流相等，則待測電阻與電阻箱此時電阻相等，由電阻箱讀出待測電阻的阻值．

解答：解：（1）①帶上打相鄰兩點的時間間隔T=0.02s
    ②A、B間的距離S=0.70cm．
    B、D間的時間間隔T=0.1s，有BD間平均速度等于C點的速度得：
      則v_C=

XBD

2T

=0.100m/s
（2）（a）連接如圖：

（b）測量待測電阻R_x的實驗原理：擲于a，記下電流表示數I；擲于b，調節變阻箱R，使電流表示數達到I，變阻箱讀數即為R_x的阻值．
（c）實驗步驟為：閉合開關S，調節變阻箱的讀數為R₁，讀出電流表的示數I₁；
根據閉合電路歐姆定律得：E=I₁（R₁+r）
調節變阻箱的讀數為R₂，讀出電流表的示數I₂．
根據閉合電路歐姆定律得：E=I₂（R₂+r）
聯立可解出電動勢E及內阻r．
如果考慮電流表的內阻，那么根據閉合電路歐姆定律得：E=I（R+r_真+R_A）
所以根據E=I₁（R₁+r）和E=I₂（R₂+r）等式計算出的內阻值是r_真+R_A，即計算出的內阻值比實際值偏大．
故答案為：
（1）①0.02s  ②0.70cm  0.100m/s
（2）（a）如圖
（b）I
（c）調節變阻箱的讀數為R₂，E=I₁（R₁+r），E=I₂（R₂+r），大．

點評：（1）打點計時器問題常常根據勻變速運動的推論求解．
（2）本題采用等效替代的方法測量電阻．有時，對于兩個并聯電路，也可以采用比較法，根據電流與電阻反比測量電阻．