Question

（ 1）如圖1所示：一半圓形玻璃磚外面插上P₁、P₂、P₃、P₄四枚大頭針時，P₃、P₄恰可擋住P₁、P₂所成的像，則該玻璃磚的折射率n=

 

．有一同學把大頭針插在P₁′、P₂′位置時，沿著P₄、P₃的方向看不到大頭針的像，其原因是

 

．經過P₁′P₂′的光線在界面MN處發(fā)生全反射
（2）為了研究一個“2.5V  0.2W”小燈泡的伏安特性，現有4V蓄電池1只，電鍵1個，導線若干，其他可選擇的器材如下：?
A．量程為0-3A，內阻為0.025Ω的電流表1只；?
B．量程為0-0.6A，內阻為0.2Ω的電流表1只；?
C．量程為0-100mA，內阻為5Ω的電流表1只；?
D．量程為0-3V，內阻為10kΩ的電壓表1只；?
E．量程為0-15V，內阻為50kΩ的電壓表1只；?
F．額定電流為1A，阻值為0-5Ω的滑動變阻器1只．?
①要正確完成這個實驗，電流表應選

 

，電壓表應選

 

（選填相應器材的代號）
②在虛線框內畫出實驗的電路原理圖．
（3）如圖2所示，四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表．安培表A₁的量程大于A₂的量程，伏特表V₁的量程大于V₂的量程，把它們按圖接入電路，則
①安培表A₁的讀數

 

安培表A₂的讀數；②安培表A₁的偏轉角

 

安培表A₂的偏轉角；
③伏特表V₁的讀數

 

伏特表V₂的讀數；④伏特表V₁的偏轉角

 

伏特表V₂的偏轉角；
（填“大于”，“小于”或“等于”）

Answer 1

分析：1、由圖確定入射角i和折射角r，由于光線從玻璃射向空氣，折射率為n=

sinr

sini

．不管眼睛處在何處，都無法看到P₁′、P₂′的像，可能光線發(fā)生了全反射．
2、器材選取的原則是安全、精確．通過燈泡的額定電壓和額定電流選擇電流表和電壓表的量程．測量伏安特性電壓和電流需從零開始測起，滑動變阻器需采用分壓式接法．求出燈泡電阻，分析其是大電阻還是小電阻，從而確定電流表的內外接．
3、兩個安培表和兩個伏特表均是由四個相同的電流表改裝成的，表頭的滿偏電流和內阻相同．安培表A₁、A₂并聯(lián)，電壓相同，表頭的電流，指針偏轉角度相同，量程越大，其讀數越大．伏特表V₁與V₂串聯(lián)，流過表頭的電流相同，指針偏轉的角度相同，則量程越大，其讀數越大．

解答：解：（1）由圖知，沿P₁、P₂的光線入射角為i=30°，折射角為r=60°，則該玻璃磚的折射率n=

sinr

sini

=

sin60°

sin30°

=1.73
把大頭針插在P₁′、P₂′位置時，沿著P₄、P₃的方向看不到大頭針的像，其原因是經過P₁′P₂′的光線在界面MN處發(fā)生全反射．
（2）①因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選擇0-3V，燈泡的額定電流I=

P

U

=0.08A，
所以電流表的量程選擇0-100mA，故選C、D．
②由于電壓電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，正常工作時燈泡的電阻R=

U2

P

=31.25Ω．遠小于電壓表的內阻，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如圖所示．
（3）①②安培表A₁、A₂并聯(lián)，電壓相同，表頭的電流，指針偏轉角度相同，由于安培表A₁的量程大于A₂的量程，則安培表A₁的讀數大于安培表A₂的讀數．
③④伏特表V₁與V₂串聯(lián)，流過表頭的電流相同，指針偏轉的角度相同，由于伏特表V₁的量程大于V₂的量程，則伏特表V₁的讀數大于伏特表V₂的讀數．
故答案為：（1）1.73，經過P₁′P₂′的光線在界面MN處發(fā)生全反射．
（2）①C．D ②如圖
（3）①大于  ②等于  ③大于  ④等于

點評：1、本題用插針法測定玻璃磚的折射率，其原理是折射定律n=

sinr

sini

，注意此式的適用條件是光從真空進入介質．
2、解決本題的關鍵掌握器材選取的原則，以及知道滑動變阻器分壓式和限流式接法的區(qū)別，電流表內外接的區(qū)別．
3、安培表和伏特表都是由小量程電流表（表頭）改裝而成的，其核心是表頭，表頭指針的偏轉角度取決于流過表頭的電流．