Question

（1）①如圖所示，用刻度尺測得物體的長度為______cm．

②下列實驗中需要用刻度尺測量長度的實驗是：______．（填入選擇的字母代號）

（2）現有量程I_g=500μA，內阻約為100Ω的微安表G，將其改裝成量程為10V的電壓表．
①采用如圖所示的電路測電流表G的內阻R_g，可選用的器材有：

A．電阻箱：最大阻值為999.9Ω
B．電阻箱：最大阻值為99999.9Ω
C．滑動變阻器：最大阻值為200Ω
D．滑動變阻器，最大阻值為2kΩ
E．電源：電動勢約為2V，內阻很小
F．電源：電動勢約為6V，內阻很小
G．開關、導線若干
為提高測量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻R₁應選擇______；可變電阻R₂應選擇______；電源E應選擇______．（填入選用器材的字母代號）
②若測得R_g=105.0Ω，需______聯一個______Ω的電阻將它改裝成量程10V電壓表．
（3）如圖甲所示是一種測量電容的實驗電路圖，實驗是通過對高阻值電阻放電的方法測出電容器充電至電壓U時所帶的電荷量Q，從而再求出待測電容器的電容C．

某同學在一次實驗時的情況如下：
a．根據圖甲所示的電路圖接好實驗電路；
b．閉合開關S，調節電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉接近滿刻度，記下此時電流表的示數I=490μA，電壓表的示數U=8.0V（I、U分別是電容器放電時的初始電流和電壓）；
c．斷開開關S，同時開始計時，每隔5s或10s測一次電流i值，將測得數據填入表格，并標示在坐標紙上（時間t為橫坐標，電流i為縱坐標）如圖乙中黑點所示．根據上述實驗，回答下列問題：
①在圖乙中畫出i-t圖線；
②在①中，描繪的圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義______；
③該電容器的電容為______F（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】分析：（1）①由圖示刻度尺確定刻度尺的分度值，物體端點所對應的刻度尺示數是物體長度；
②驗證動量守恒實驗中用刻度尺測量射程，測定金屬的電阻率實驗中用刻度尺測金屬絲的長度，研究勻變速直線運動時用刻度尺測量計數點的間隔距離，雙縫干涉測波長實驗需要用刻度尺測出雙縫到光屏的距離．
（2）半偏法測電流表內阻，閉合電鍵S₂后，電流表兩端電壓變小，但實驗時認為電流表兩端電壓不變，為減小實驗誤差，串聯電阻阻值應大些，電源電動勢應高一些，與電流表并聯的電阻箱要與待測電流表阻值相當，據此選擇實驗器材．把電流表改裝成電壓表，應串聯一個電阻，由串聯電路特點及歐姆定律可以求出串聯電阻阻值．
（3）由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標軸所包圍的面積，計面積時可數格數，由C=求出電容C．
解答：解：（1）①由圖示刻度尺可知，刻度尺的分度值是1mm，物體的長度是3.42cm；
②A、驗證動量守恒實驗中用刻度尺測量射程，故A正確．
B、測定金屬的電阻率實驗中用刻度尺測金屬絲的長度，故B正確．
C、研究勻變速直線運動時用刻度尺測量計數點的間隔距離，故C正確．
D、雙縫干涉測波長實驗，需要用刻度尺測出雙縫到光屏的距離，故D正確，
故選ABCD．
（2）①為減小實驗誤差，可變電阻R₁阻值應大一些，可變電阻R₁應選擇B、
電阻箱：最大阻值為99999.9Ω；可變電阻R₂阻值應與電流表內阻相當，可以選A、
電阻箱：最大阻值為999.9Ω；電源電壓應適當大一點，可以選：F、
電源：電動勢約為6V，內阻很小；
②把電流表改裝成電壓表，應串聯一個電阻，電流表的滿偏電壓U_g=I_gR_g，串聯電阻兩端電壓U_R=U-U_g，
串聯電阻阻值R====19895Ω．
（3）①用平滑的曲線連接．如圖所示

②由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標軸所包圍的面積：則面積為電容器充電到電壓為U時所帶的電荷量．
③查出格子數，由總格子數乘以每個格子的“面積”值求：Q=8.0×10^-3C，則C==F=1×10-3F；
故答案為：（1）①3.42；②ABCD；（2）①B；A；F；②串；19895；（3）①如圖所示；②電容器充電到電壓為U時所帶的電荷量；③1.0×10^-3．
點評：解決本題的關鍵掌握刻度尺的讀數方法，刻度尺的讀數等于整刻度讀數加上估讀刻度讀數．以及知道哪些實驗需要刻度尺．要掌握用數學方法求解物理問題，明確圖象的面積的意義．