Question

（2008?東城區(qū)三模）（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在電壓為E，頻率為f，的交流電源上，在實(shí)驗(yàn)中打下一條理想紙帶，如圖1所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離為s₀，點(diǎn)AC間的距離為s₁，點(diǎn)CE間的距離為s₂，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，則：

①?gòu)钠鹗键c(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為△E_P=

mg（S₀+S₁）

，重錘動(dòng)能的增加量為△E_K

m(s1+s2)2f2

32

．
②根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=

(s2-s1)f2

4

，它和當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g進(jìn)行比較，則a

小于

g（填大于，等于，小于）．
（2）如圖2給出器材為：電源E（電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻不計(jì)），木板N（板上從下往上依次疊放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張），兩個(gè)金屬條A、B（平行放置在導(dǎo)電紙上，與導(dǎo)電紙接觸良好，用作電極），滑線變阻器R（其總阻值小于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻），直流電壓表（量程為6V，內(nèi)阻很大，其負(fù)接線柱與B極相連，正接線柱與探針P相連），開關(guān)K．現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條AB間電場(chǎng)中的等勢(shì)線．AB間的電壓要求取為6V．
（Ⅰ）在圖2中連線，畫成實(shí)驗(yàn)電路原理圖．
（Ⅱ）下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方．
a．接好實(shí)驗(yàn)電路．
b．

把變阻器的滑動(dòng)觸頭移到靠近D端處

．
c．合上K，并將探針P與A相接觸．
d．

調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V

．
e．用探針壓印的方法把A、B的位置標(biāo)記在白紙上．畫一線段連接AB兩極，在連線上選取間距大致相等的5個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，用探針把它們的位置印在白紙上．
f．將探針與某一基準(zhǔn)點(diǎn)相接觸，

記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn)

，這一點(diǎn)是此基準(zhǔn)的等勢(shì)點(diǎn)．用探針把這一點(diǎn)的位置也壓印在白紙上．用相同的方法找出此基準(zhǔn)點(diǎn)的其它等勢(shì)點(diǎn)．
g．重復(fù)步驟f，找出其它4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)．取出白紙畫出各條等勢(shì)線．
（3）如圖3是多用表的刻度盤，當(dāng)選用量程為50mA的電流檔測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為

30.7

mA；若選用倍率為“×100”的電阻檔測(cè)電阻時(shí)，表針也指示在圖示同一位置，則所測(cè)電阻的阻值為

1.5×10³

Ω．如果要用此多用表測(cè)量一個(gè)約2.0×10⁴Ω的電阻，為了使測(cè)量比較精確，應(yīng)選的歐姆檔是

×1K

（選填“×10”、“×100”或“×1K”）．換檔結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)操作上首先要進(jìn)行的步驟是

歐姆調(diào)零．

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)下落的高度求出 重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而求出C點(diǎn)的動(dòng)能．
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重錘下落的加速度，由于存在摩擦和空氣阻力，這個(gè)加速度小于重力加速度．
（2）（Ⅰ）滑線變阻器R總阻值小于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻，變阻器采用分壓式接法，便于調(diào)節(jié)電壓．
（Ⅱ）開關(guān)閉合前，把變阻器的滑動(dòng)觸頭輸出電壓最小的位置．合上開關(guān)K，并將探針P與A相接觸．調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V．用電壓表找到等勢(shì)點(diǎn)．
（3）歐姆表的讀數(shù)等于表盤讀數(shù)乘以倍率，為了測(cè)量準(zhǔn)確，盡量讓指針指在中間附近．每次換擋，需重新歐姆調(diào)零．

解答：解：（1）①重錘下落的高度為（s₀+s₁），重力勢(shì)能的減少量為mg（s₀+s₁）．
C點(diǎn)的速度為：vC=

.

v

=

s1+s2

4T

=

(s1+s2)f

4

打C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為：EK=

1

2

m

v

2 C

=

m(s1+s2)2f2

32

②重錘下落的加速度a=

s2-s1

(2T)2

=

(s2-s1)f2

4

，由于存在摩擦和空氣阻力，這個(gè)加速度小于重力加速度．
（2）（Ⅰ）由題意，滑線變阻器R總阻值小于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻，變阻器采用分壓式接法，便于調(diào)節(jié)電壓．實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示．
（Ⅱ）b、開關(guān)閉合前，把變阻器的滑動(dòng)觸頭輸出電壓最小的位置，則把變阻器的滑動(dòng)觸頭移到靠近D處．
d、為使AB間的電壓達(dá)到6V，則應(yīng)調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V．
f、記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn)．

（3）所測(cè)電流I=30.7mA，若選用倍率為“×100”的電阻檔測(cè)電阻時(shí)，表針也指示在圖示同一位置，則所測(cè)電阻的阻值為R=15×100=1.5×10³Ω．如果要用此多用表測(cè)量一個(gè)約2.0×10⁴Ω的電阻，為了使測(cè)量比較精確，應(yīng)選的歐姆檔是“×1K”擋．換擋后需重新歐姆調(diào)零．
故答案為：（1）①mg（S₀+S₁），

m(s1+s2)2f2

32

；
②

(s2-s1)f2

4

，小于；
（2）（Ⅰ）連接線路如圖
（Ⅱ）b．把變阻器的滑動(dòng)觸頭移到靠近D端處
d．調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V
f．記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針，找出電壓表
讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn)
（3）30.7～30.9mA；1.5×10³Ω．×1K，歐姆調(diào)零．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)的原理、一般的操作步驟，注意事項(xiàng)，以及誤差形成的原因．