Question

（1）如圖1所示，在做“互成角度的兩個力的合成”的實驗中，在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)上，另一端連接兩根細(xì)線，然后通過細(xì)線用兩個互成角度的彈簧秤來拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一點(diǎn)O，此時需記錄下：①

 

，②

 

，③

 

．
然后改用一個彈簧秤把橡皮條拉到O點(diǎn)后再記錄下：④

 

，⑤

 

．
如圖2所示，是該同學(xué)完成驗證力的平行四邊形定則實驗操作后得到數(shù)據(jù)圖，請選好標(biāo)度在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實驗數(shù)據(jù)處理．

（2）某同學(xué)要用“伏安法”測定一個待測電阻R_x（阻值約為200Ω）的阻值，實驗室提供了如下器材：
電池組E（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）；電流表A₁（量程為0～10mA，內(nèi)阻約為40Ω～60Ω）；
電流表A₂（量程為0～500μA，內(nèi)阻為1000Ω）；滑動變阻器R₁（阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A）；
電阻箱R₂（阻值范圍為0～9999Ω，額定電流為1A）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．
請你幫助該同學(xué)完成實驗中的下述問題（實驗中應(yīng)盡可能的考慮更加準(zhǔn)確地測量R_x的阻值）：
①上述器材中缺少電壓表，需選一只電流表將它改裝成電壓表．請在圖甲所示方框中畫出將電流表改裝成電壓表的電路原理圖，并在圖中標(biāo)明所用器材的代號．
②請在圖乙的方框中畫出測量R_x阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明各器材的代號．
③實驗中，將電阻箱R₂的阻值調(diào)為4000Ω，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R₁，使兩表的示數(shù)如下圖所示，可讀出電流表A₁的示數(shù)是

 

，電流表A₂的示數(shù)是

 

，測得R_x的阻值是

 

．

Answer 1

分析：（1）探究“互成角度的兩個力的合成”的實驗的實驗原理是用力的圖示畫出兩個分力和實際的合力，然后用平行四邊形畫出合力的理論值，比較理論值和實際值之間的關(guān)系．根據(jù)原理選擇需要的實驗器材．在實驗中必須確保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果與兩個力作用效果相同．同時我們需要記錄下力的大小和方向．
（2）①電流表改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓；②盡可能的考慮更加準(zhǔn)確地測量R_x的阻值滑動變阻器采用分壓接法，然后根據(jù)被測阻值的大小注意電流表的內(nèi)接還是外接；
③根據(jù)歐姆定律求出待測電阻的阻值．

解答：解：（1）在實驗中必須確保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果與兩個力作用效果相同．同時我們需要記錄下力的大小和方向．所以我們需要：通過細(xì)繩套用兩個互成角度的彈簧秤拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)移到某一位置O，此時需記下：①O點(diǎn)位置（效果）②兩細(xì)線所示方向（方向）③相應(yīng)彈簧秤讀數(shù)（分力的大�。�，然后用一個彈簧秤把橡皮條拉長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)位置后再記錄下：④細(xì)繩所示方向（方向）⑤相應(yīng)彈簧秤讀數(shù)（合力的大�。�．
故答案為：（1）①兩彈簧秤的讀數(shù)；②結(jié)點(diǎn)O的位置；③兩細(xì)線的方向．④彈簧秤的讀數(shù)；⑤細(xì)線的方向．
如圖所示：

（2）①將小量程的電流表改裝成電壓表，電流表需要知道兩個參數(shù)：量程和內(nèi)阻，故電流表選A₂．分壓電阻阻值必須知道，故選R₂．
如圖所示：

②將電流表A₂改裝為電壓表內(nèi)R_V=6000Ω，可知待測電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，電流表采用外接法．由于滑動變阻器阻值較小，若采用限流式接法，移動滑動變阻器，電流、電壓變化較小，測量誤差大，所以采用滑動變阻器分壓式接法．如圖所示：

③兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A₁的示數(shù)是I₁=6.4mA，電流表A₂的示數(shù)是I₂=240μA，
根據(jù)歐姆定律，R_x=

I2×(r2+R2)

I1

=

240μA×(1000+4000)Ω

6.4mA

≈1.9×10²Ω．
故答案為：（1）如圖
（2）如圖
（3）6.4mA，240μA，1.9×10²Ω．

點(diǎn)評：本題是電表改裝與伏安法測量電阻兩個實驗的組合，考查靈活選擇器材和實驗方法的能力．