Question

（1）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定重力加速度．裝置如圖1．
①如果實(shí)驗(yàn)時(shí)所用交流電頻率為50Hz，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度大約為為9.79m/s²．某同學(xué)選取了一條紙帶并在該紙帶上連續(xù)取了4個(gè)點(diǎn)，且用刻度尺測(cè)出了相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離，則該同學(xué)所選的紙帶是

 

（填寫代號(hào)即可）
②若打出的另一條紙帶如圖2，實(shí)驗(yàn)時(shí)該紙帶的

 

（填“甲”或“乙”）端通過夾子和重物相連接．紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的重力加速度為

 

m/s²，該值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度有差異的原因�?!--BA-->

 

（寫一個(gè)即可）

（2）在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)合金電阻絲阻值R_x約為4Ω．
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量電阻絲的長度L．測(cè)量結(jié)果如圖3所示，圖中讀數(shù)為L=

 

mm．
用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑d．測(cè)量結(jié)果如圖3所示，圖中讀數(shù)為d=

 

mm．
②為了測(cè)量電阻絲的電阻R，除了導(dǎo)線和開關(guān)S外，
還有以下一些器材可供選擇：
電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩ
電流表A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
電流表A₂，量程100μA，內(nèi)阻約2000Ω
滑動(dòng)變阻器R₁，0～1750Ω，額定電流0.3A
滑動(dòng)變阻器R₂，0～50Ω，額定電流1A
電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1.2Ω）
為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表

 

，滑動(dòng)變阻器

 

，（填器材的符號(hào)）
③在所給的實(shí)物圖中畫出連線，接成測(cè)量電路圖4．
④若電壓表測(cè)量值為U，電流表測(cè)量值為I，用測(cè)量的物理量表示計(jì)算材料電阻率的公式是ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）①重物自由下落做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=g，根據(jù)△x=aT²求相鄰的時(shí)間內(nèi)的位移之差，再選擇紙帶．
②重物做勻加速運(yùn)動(dòng)，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)通過的位移均勻增大，即可判斷夾子夾在紙帶的哪一端．根據(jù)△x=aT²求加速度，即為實(shí)驗(yàn)時(shí)的重力加速度．該值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度有差異的原因紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力或空氣阻力的影響．
（2）①游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．游標(biāo)尺上總共是10個(gè)小格長19mm，每一格0.1mm，與主尺上的一格相差0.1mm，所以精確度為0.1mm．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
②根據(jù)電壓表量程選擇電源，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，在保證電路安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
③確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．根據(jù)電路圖作出實(shí)物電路圖．
④根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答：解：（1）①重物自由下落做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=g，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02s，根據(jù)△x=aT²=gT²，得相鄰的時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=9.79×0.02²m=3.9mm
由圖知，只有D符合，故選D．
②重物做勻加速運(yùn)動(dòng)，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)通過的位移均勻增大，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)該紙帶的乙端通過夾子和重物相連接．
由圖知，△x=5aT²=5gT²，得g=

(3.92-2.04)×10-2

5×0.022

=9.4m/s²，該值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度有差異的原因是紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力或空氣阻力．
（2）①由圖示可知，游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)是54mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.5mm，則得L=54.5mm
螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為d=0.5mm+0.355mm=0.855mm．
②電壓表量程是3V，電源應(yīng)選E₂（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1.2Ω），電路最大電流約為I_max=

E

R+r

=

3

4+1.2

A≈0.58A，電流表應(yīng)選A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂，0～50Ω，額定電流1A．
滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法，

R

RA

=

4

0.2

=20，

RV

R

=

3000

4

=750，
所以

RV

R

＞

R

RA

，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
③根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示．
④由歐姆定律得，電阻阻值R=

U

I

，由電阻定律得：R=ρ

l

S

=ρ

l

π( d 2 )2

，解得ρ=

πd2U

4IL

故答案為：
（1）①D ②乙；9.4；紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力或空氣阻力
（2）①54.5mm   0.855mm   
②A₁     R₂
③如圖（電流表要外接，滑線變阻器要分壓連接）．
④ρ=

πd2U

4IL

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵掌握測(cè)量加速度的原理：△x=aT²．本伏安法測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器既可以采用分壓接法，也可以采用限流接法．