Question

（2009?宜昌模擬）（1）如圖所示，在用“自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟，你認(rèn)為沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是

BC

（填字母代號）
A．按照圖示的裝置正確安裝好實(shí)驗(yàn)器材
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的直流輸出端上
C．用天平測量出重錘的質(zhì)量
D．先接通電源開關(guān)，再釋放懸掛紙帶的夾子讓重錘下落
（2 ）為了精確測量某待測電阻R_x的阻值（約為30Ω）．有以下一些器材可供選擇：
電流表：A₁（量程0～50mA，內(nèi)阻約12Ω）
A₂（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω）
電壓表：V₁（量程0～3V，內(nèi)阻很大）
V₂（量程0～15V，內(nèi)阻很大）
電源：E（電動(dòng)勢為約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω）
定值電阻R （ 30Ω，允許最大電流1.0A ）
滑動(dòng)變阻器R₁ （0～10Ω、允許最大電流2.0A ）
滑動(dòng)變阻器R₂ （ 0～1kΩ、允許最大電流0.5A ）
單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干
①電流表應(yīng)選

A₁

，電壓表應(yīng)選

V₁

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)

R₁

（填字母代號）．
②請?jiān)诜娇蛑挟嫵鰷y量電阻Rx 的實(shí)驗(yàn)電路圖（要求所測量值的范圍盡可能大些，所用器材用對應(yīng)的符號標(biāo)出）
③某次測量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測電阻阻值的表達(dá)式為R_x=

U

I

-R

．

Answer 1

分析：（1）本題要抓住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器只有交流電壓下才能工作；需要驗(yàn)證的方程為mgh=

1

2

mv2，即為gh=

1

2

v2，不需要測量重錘的質(zhì)量；
（2）解決本題的關(guān)鍵是將待測電阻與定值電阻串聯(lián)使用，應(yīng)通過估算說明．并由歐姆定律得到R_x的表達(dá)式．

解答：解：（1）不恰當(dāng)?shù)牟襟E是B：應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的交流輸出端上；
不需要的步驟是C：因需要驗(yàn)證的方程為mgh=

1

2

mv2，即為gh=

1

2

v2，不需要測量重錘的質(zhì)量；
（2）①測量電阻時(shí)，電路中最大電流約為I_max=

E

Rx

=

3

30

A=0.1A=100mA，比較小，故電流表應(yīng)選A₁；
電源電動(dòng)勢為3V，故電壓表應(yīng)選V₁．
據(jù)題，要求所測量值的范圍盡可能大些，變阻器應(yīng)采用分壓接法，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇總電阻較小的變阻器，故選R₁．
②待測電阻阻值遠(yuǎn)與電流表的內(nèi)阻接近，而遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，為減小誤差，電流表應(yīng)選外接法，
但根據(jù)歐姆定律，若將電阻直接接在電壓表兩端時(shí)，電阻兩端最大電壓為U=I_AR_x=50×10^-3×12V=0.6V，太小，電壓表無法讀數(shù)，應(yīng)將電阻與定值電阻串聯(lián)，電路圖如圖所示．

③由歐姆定律可得R_x=

U

I

-R
故答案為：
（1）BC
（2）①A₁，V₁，R₁
②在右面方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
③

U

I

-R．

點(diǎn)評：解決實(shí)驗(yàn)問題關(guān)鍵要理解并掌握實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．