Question

（1）在利用打點計時器測定勻速直線運動加速度的實驗中，某同學在打出的紙帶上每5個打點取一個記數點，共取了7個記數點，測出每兩個相鄰記數點間的距離分別為S₁、S₂、S₃…S₆，然后他把紙帶上S₁、S₂、S₃…S₆各段準確地剪開成6段，按右圖那樣貼在坐標紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準確地與橫軸重合，S₁的左邊準確地與縱軸重合，橫軸為時間，縱軸為速度．

①在圖中作出該運動的v-t圖線：
②說明如何利用作出的v-t圖象求加速度a．
（2）（8分）把一只量程為I_g=6mA，內阻為r_g=100Ω的電流表改裝成歐姆表，所用電池的電動勢E=3V，內阻可忽略．
①請你在給定虛線框中畫出改裝的歐姆表的電路圖．（要標明紅、黑表筆）
②改裝后的歐姆表的中值電阻R_中=

 

③改裝后要將電流刻度值改換成對應的電阻刻度值，其轉換關系式為：

 

；
④用歐姆表測試一常用的電路元件時，發現表針先向右偏轉然后回擺至原位，則可知該元件為：

 

．

Answer 1

分析：（1）本小題使用的方法是等效代替法解題，它們的長度分別等于x=v_平均t，因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．根據圖象的斜率求出小車的加速度．
（2）歐姆表工作原理是：根據閉合電路歐姆定律，電流與電阻是一一對應關系，中值電阻等于歐姆表內電阻．

解答：解：（1）①在圖中作出該運動的v-t圖線，如圖

②速度-時間直線的斜率表示加速度，
在已畫出的v-t圖線上，取相距較遠的兩點如a和b，并測出其坐標分別為（v_a，t_a），（v_b，t_b）．
可知運動物體的加速度a=

△v

△t

=

vb-va

tb-ta

．
（2）①電路原理圖如圖所示：

②中值電阻等于歐姆表內電阻，根據閉合電路歐姆定律，有：
E=I_gR
解得：R=

E

Ig

=

3V

6mA

=500Ω
③根據閉合電路歐姆定律，電流與電阻是一一對應關系，有：
E=I（R+R_x）
故：R_x=

E

I

-R，即R_x=

E

I

-R_中．
④電容器充電完畢后相當于斷路；
故答案為：（1）①如圖所示；
②在已畫出的v-t圖線上，取相距較遠的兩點如a和b，并測出其坐標分別為（v_a，t_a），（v_b，t_b ）．則所求加速度為a=

vb-va

tb-ta

；
（2）①電路如圖所示；
②500Ω；
③R_x=

E

I

-R_中（或R_x=

E

I

-R_內）；
④電容器．

點評：（1）要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
（2）熟悉歐姆表工作原理，能夠根據閉合電路歐姆定律列式求解，知道歐姆表中值電阻等于歐姆表內電阻．