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22．(16分)“拋石機”是古代戰(zhàn)爭中常用的一種設備，它實際上是一個費力杠桿。如圖所示，某研學小組用自制的拋石機演練拋石過程。所用拋石機長臂的長度L = 4.8m，質量m = 10.0㎏的石塊裝在長臂末端的口袋中。開始時長臂與水平面間的夾角α = 30°，對短臂施力，使石塊經較長路徑獲得較大的速度，當長臂轉到豎直位置時立即停止轉動，石塊被水平拋出，石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s = 19.2m。不計空氣阻力，重力加速度取g =10m/s²。求：

(1)石塊剛被拋出時的速度大小v₀；

(2)石塊剛落地時的速度v_t的大小和方向；

(3)拋石機對石塊所做的功W．

試題詳情

21．(18分)

某同學想測量一段電阻絲的電阻率，其中使用了自己利用電流表改裝的電壓表。整個實驗過程如下：

A．測量電流表的內阻。按圖1連接電路，將電位器R調到接入電路的阻值最大。閉合開關S₁，調整R的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度；然后保持R的阻值不變，合上開關S₂，調整電阻箱R′的阻值，使電流表指針達到半偏，記下此時R′ 的阻值；

B．計算出改裝電壓表應串聯的電阻R₀的值。將電阻R₀與電流表串聯，則R₀與電流表共同構成一個新的電壓表；

C．將改裝的電壓表與標準電壓表接入如圖2所示的校準電路，對改裝的電壓表進行校準；

D．利用校準后的電壓表和另一塊電流表，采用伏安法測量

電阻絲的電阻；

E．測量電阻絲的直徑和接入電路的電阻絲的長度；

F．計算出電阻絲的電阻率。

根據上述實驗過程完成下列問題：

(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量

3次，求出其平均值d。其中一次測量結果如圖3所示，

圖中讀數為　　　　 mm；　　

(2)根據圖1電路，請在圖4中畫出連線，將器材連接成測　

量電流表內阻的實驗電路；

(3) 已知電流表的滿偏電流為200µA，若當電流表指針偏轉到正好是滿偏刻度的一半時R′的阻值為500Ω。要求改裝后的電壓表的量程為2V，則必須給電流表串聯一個阻值為R₀= 　　　　　　　Ω的電阻；

(4)在對改裝后的電壓表進行校準時，發(fā)現改裝后的電壓表的測量值總比標準電壓表的測量值小一些，造成這個現象的原因是　　(　　)

A．電流表內阻的測量值偏小，造成串聯電阻R₀的阻值偏小

B．電流表內阻的測量值偏大，造成串聯電阻R₀的阻值偏小

C．電流表內阻的測量值偏小，造成串聯電阻R₀的阻值偏大

D．電流表內阻的測量值偏大，造成串聯電阻R₀的阻值偏大

(5)在利用校準后的電壓表采用伏安法測量電阻絲的電阻時，由于電壓表的表盤刻度仍然是改裝前電流表的刻度，因此在讀數時只能讀出電流表指示的電流值a。測量電阻絲的電阻時，可以讀得一系列a和對應流經電阻絲的電流b。該同學根據這一系列a、b數據做出的a－b圖線如圖5所示，根據圖線可知電阻絲的電阻值為　　　　　Ω。