Question

（Ⅰ）為研究滑塊的運(yùn)動(dòng)，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板、以及由漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺等組成如圖1所示的裝置，實(shí)驗(yàn)中，滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小擺幅擺動(dòng)，漏斗可以漏出很細(xì)的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置，如圖2所示

①漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與下列哪個(gè)儀器相同？

 

（填寫儀器序號(hào)）
A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器      B、秒表      C、毫米刻度尺       D、電流表
②如果用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊加速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大的原因是：

 

（Ⅱ）現(xiàn)提供如下器材，測(cè)定定值電阻R_x（約為5KΩ）的阻值
a．兩相同電流計(jì)G₁、G₂（50μA，內(nèi)阻約4KΩ）
b．電阻箱R₁（0～9999.9Ω）
c．電阻箱R₂（0～99999.9Ω）
d．電源E（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻不計(jì)）
e．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值20Ω）
f．開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干
①由于電流計(jì)量程很小，需要先將它們進(jìn)行改裝，某同學(xué)設(shè)計(jì)了用半偏法測(cè)電流計(jì)內(nèi)阻的電路，如圖甲，實(shí)驗(yàn)過程如下：先將R₂調(diào)為最大，然后閉合K₁、K₂，調(diào)節(jié)R₁、R₂，保證

 

滿偏，使

 

半偏（填寫元件符號(hào)）由此測(cè)得電流計(jì)G₂的阻值
②若測(cè)得電流計(jì)內(nèi)阻為4.2KΩ，要將G₂改裝成量程為3V的電壓表，需串聯(lián)的電阻值為

 

③采用改裝后的電壓表并伏安法測(cè)量待測(cè)電阻阻值，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖乙

Answer 1

分析：（Ⅰ）①單擺振動(dòng)具有周期性，擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過紙帶中線一次，單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同．
  ②根據(jù)測(cè)量加速度的原理△x=aT²，T為單擺周期的一半．單擺周期對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大．
（Ⅱ）①并聯(lián)電路電流表與電阻比成反比；
②改裝電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，根據(jù)歐姆定律列式求解即可；
③采用伏安法測(cè)電阻，要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．

解答：解：（Ⅰ）①單擺振動(dòng)具有周期性，擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過紙帶中線一次，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)也具有周期性，故單擺的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同．
②設(shè)單擺周期為T，則測(cè)量加速度的原理是△x=a（

1

2

T）²，a=

4△x

T2

，單擺周期對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大，而單擺周期與擺長(zhǎng)即擺球重心與懸點(diǎn)的距離有關(guān)，隨著細(xì)沙流出，擺球重心位置發(fā)生改變，單擺周期發(fā)生改變，對(duì)加速度的測(cè)量產(chǎn)生誤差，故對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大的原因是漏斗重心的變化導(dǎo)致擺長(zhǎng)變化，從而改變單擺周期，影響加速度的測(cè)量值．
（Ⅱ）①若并聯(lián)的兩個(gè)支路電流相等，則電流表內(nèi)阻與電阻箱內(nèi)阻相等；故保證G₁滿偏，使G₂半偏；
②電流計(jì)內(nèi)阻為4.2KΩ，滿偏電流為50μA，要將G₂改裝成量程為3V的電壓表，需串聯(lián)的電阻值為：
R=

U

Ig

-Rg=

3

50×10-6

-4.2×103=5.58×104Ω=55.8KΩ
③采用伏安法測(cè)電阻，要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路原理圖如圖所示：

故答案為：
（Ⅰ）①A；②漏斗重心變化導(dǎo)致單擺有效擺長(zhǎng)變化，從而改變單擺周期，影響加速度的測(cè)量值．
（Ⅱ）①G₁，G₂；②55.8 KΩ；③如圖所示（安培表外接也可以）．

點(diǎn)評(píng)：本題第一小題關(guān)鍵明確單擺代替滑動(dòng)變阻器；第二問關(guān)鍵明確半偏法測(cè)電阻和伏安法測(cè)電阻的原理，會(huì)改裝電表．