Question

（1）如圖1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（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．先放開手上紙帶和重錘下落，再接通電源開關(guān)
（2）某次實(shí)驗(yàn)中要設(shè)計(jì)一電路來測量電流表A₁的內(nèi)阻r₁，實(shí)驗(yàn)給出了如下備選器材．
A．待測電流表（A₁）：量程10mA，內(nèi)阻r₁約40Ω
B．電流表（A₂）：量程300μA，內(nèi)阻r₂=1.4kΩ
C．電壓表（V）：量程5V，內(nèi)阻r₃=10kΩ
D．定值電阻（R1）：阻值約100Ω，作保護(hù)電阻用
E．滑動變阻器（R2）：總阻值約10Ω
F．電池（E）：電動1.5V，內(nèi)阻很小
G．開關(guān)（K）
H．導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)中甲乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別設(shè)計(jì)了甲、乙兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2虛線框內(nèi)所示．
①實(shí)驗(yàn)中要求方法簡捷，盡可能提高測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)，請?jiān)诩滓覍?shí)驗(yàn)電路中選出最佳的實(shí)驗(yàn)方案______（填甲或乙）．
②若選用最佳實(shí)驗(yàn)方案所測得的測量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r₁，則電表內(nèi)阻的表達(dá)式r₁=______2r 2

I

1

Answer 1

【答案】分析：本題（1）的關(guān)鍵是明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理和使用方法，以及需要驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式；（2）題的關(guān)鍵是通過歐姆定律估算出若采用甲圖時(shí)電流表與定值電阻的最大電阻小于電壓表量程的，而導(dǎo)致電壓表無法讀數(shù)，此時(shí)應(yīng)考慮電流表的“反常規(guī)”接法即兩電流表并聯(lián)使用，然后通過計(jì)算它們的電壓接近，從而選出乙電路為最佳方案；然后根據(jù)歐姆定律解出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式即可．
解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)用交流電源，所以B操作不恰當(dāng)；由mgh=可知，可以不用測量重錘質(zhì)量，所以C操作無必要；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源然后釋放紙帶，所以D操作不恰當(dāng)，即沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是BCD．
（2）①若采用甲電路，由歐姆定律可求出電流表與定值電阻串聯(lián)的最大電壓為==1.4V，此值不到電壓表量程的，所以甲圖方案不合理；所以應(yīng)考慮使用兩個(gè)電流表，由于電流表的滿偏電壓為==10≈0.4V，電流表的滿偏電壓==300=0.42V，二者接近，所以可以考慮將兩電流表并聯(lián)使用，所以最佳方案應(yīng)是乙．
②對乙電路，由歐姆定律可得，解得=，其中為電流表的讀數(shù)，為電流表的讀數(shù)．
③實(shí)驗(yàn)連線如圖所示，

故答案為：（1）BCD
         （2）①乙；②，為電流表的讀數(shù)，為電流表的讀數(shù)；③如圖
點(diǎn)評：明確各種實(shí)驗(yàn)儀器的工作、使用原理，特別是對電學(xué)實(shí)驗(yàn)，要學(xué)會通過估算來選擇電表量程及各儀器的連接，注意電流表與電壓表的“反常規(guī)”接法．