Question

（1）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中
①為了較準確地測出重力加速度，可選用的器材為

 

（填正確選項的序號）
A．40cm長的結(jié)實細線、小木球、秒表、米尺、鐵架臺
B．40cm長的結(jié)實細線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺
C．100cm長的結(jié)實細線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺
D．100cm長的結(jié)實細線、大木球、秒表、米尺、鐵架臺
②用游標為10分度的卡尺測量小球的直徑，某次測量的示數(shù)如圖所示，讀出小球直徑d的值為

 

m．

③某次測得單擺擺線的長度為L（m），小球直徑為d（m），此單擺完成n次全振動所用時間為t（s），則重力加速度可表示為g=

 

．
（2）某研究性學習小組欲用圖1所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻．

①先直接用多用電表測定該電池的電動勢．在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖2，其示數(shù)為

 

V．
電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R₀起保護作用．除電池、開關和導線外，可供選用的實驗器材還有：
電流表：A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）；（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.05Ω）；
電壓表：V（量程0～3V，內(nèi)阻約6kΩ）；（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
定值電阻：R₀（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；
滑動變阻器：R（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）（阻值范圍0～1kΩ、額定電流1A）
②為了調(diào)節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表的量程為

 

，電壓表的量程為

 

，定值電阻R₀的阻值為

 

，滑動變阻器的阻值范圍為

 

．
③根據(jù)電路圖，在下圖3所示的實物上畫出連線（部分線已畫出）．

④按正確的器材連接好實驗電路后，接通開關，改變滑動變阻器的阻值R，讀出對應的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并作記錄．某同學記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖4中畫出U-I圖線．

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U/V	1.32	1.25	1.18	1.18	1.04	0.90

⑤根據(jù)圖線得到被測電池的電動勢E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
⑥用該實驗電路測出的電動勢值E_測

 

實際值；內(nèi)阻R_測

 

實際值．（選填“＞”、“＜”或“=”）
⑦引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是

 

．
A．由于電壓表和電流表讀數(shù)不準確引起誤差
B．用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成誤差
C．由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際輸出的電流小
D．保護電阻R₀的使用．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)實驗要求，擺長1m左右，體積較小的實心金屬球，測量周期用秒表；
②考查游標卡尺和秒表的讀數(shù)：先讀主尺（只讀整數(shù)），再加上游標尺（格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對齊的一個不估讀）；
③根據(jù)周期公式即可解答；
（2）干電池電動勢一般約為1.5V，以此判定電壓表量程；電流表量程、滑動變阻器與定值電阻選擇時應兼顧電路安全和偏轉(zhuǎn)范圍．根據(jù)電路圖連接實物圖，根據(jù)U-I圖象做坐標軸的交點求解電動勢和內(nèi)阻．

解答：解：（1）①根據(jù)實驗要求，擺長1m左右，用米尺測量，體積較小的實心金屬球，選小鋼球，測量周期用秒表，故選C；
②直徑：主尺：1.6cm，游標尺對齊格數(shù)：2個格，讀數(shù)：2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以直徑為：1.6+0.02=1.62cm=1.62×10^-2m
③單擺完成n次全振動所用時間為t，所以T=

t

n

，根據(jù)單擺周期公式T=2π

L g

得：g=

4π2L

T2

=

4π2n2(L+ d 2 )

t2

（2）①由圖可知，其示數(shù)為1.75V；
②由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故選1Ω；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象．
③根據(jù)電路圖，畫出的實物圖如圖所示，
④描點法作圖，如圖所示：
⑤根據(jù)U-I圖象可知，與U軸的交點表示電動勢，所以E=1.45V，r=

1.45-0.8

0.48

=1.37Ω
⑥關于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏�。�本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成E_測＜E_真，r_測＜r_真．
⑦由⑥的分析可知，引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際輸出的電流小
，故選C
故答案為：（1）①C  �、�1.62×10^-2 �、�

4π2n2(L+ d 2 )

t2

（2）①1.75   ②0～0.6A，0～3 V，1Ω，0～10Ω　
③如圖所示 　　    ④如圖所示 
⑤1.45，1.37　�、蓿�，＜
⑦C

點評：實驗儀器的選擇是考試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在學習中要注意掌握好其安全、準確的原則；同時注意滑動變阻器的電路中的應用規(guī)律．