Question

I．下列實驗中，沒有系統(tǒng)誤差的是______
A．在探究a與M、F之間關系的實驗中，用沙和沙桶的重力大小代替繩子的拉力
B．在測定金屬絲的電阻率實驗中電流表外接法測量金屬絲的電阻
C．在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中用逐差法測量小車運動的加速度
D．在驗證機械能守恒實驗中，重錘減少的重力勢能等于重錘增加的動能
II．在探究“牛頓第二定律”時，某小組設計雙車位移比較法來探究加速度與力的關系．實驗裝置如圖所示，將兩個帶滑輪的長木板并排固定放置，選取兩輛完全相同的小車A和B，兩小車后的剎車線穿過尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時進行控制（未畫出剎車系統(tǒng)）．通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小．
（1）在實驗中怎樣得到兩車加速度的比例關系？
（2）為了使繩子的拉力成為小車受到的合外力，在實驗中必須做的操作是：______

III．現(xiàn)要測量某一待測電阻R_x的阻值，給定的器材有：
A．待測電阻R_x；阻值約為200Ω
B．電源E；電動勢約為3.0V，內(nèi)阻可忽略不計
C．電流表A₁；量程為0～10mA，內(nèi)電阻r₁=20Ω
D．電流表A₂：量程為0～20mA，內(nèi)電阻約為8Ω
E．定值電阻R：阻值R=80Ω
F．單刀單擲開關S，導線若干．
（1）為了盡量準確測量電阻R_x值，請在方框內(nèi)設計實驗電路原理圖．
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得出測量R_x的表達式并說明各符號的含義：R_x______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ系統(tǒng)誤差是由實驗原理、實驗設計造成的，分析各實驗誤差來源，然后答題．
Ⅱ探究牛頓第定律實驗，首先應平衡摩擦力，使與小車相連的細線平行于木板平面，以減小實驗誤差；
由勻變速運動的速度公式可以推導出加速度與位移的關系，然后答題．
Ⅲ、（1）沒有電壓表，可以把定值電阻與待測電阻并聯(lián)，由歐姆定律求出電阻兩端電壓，
用電流表測出通過電阻的電流，然后由歐姆定律求出待測電阻阻值；為了準確測出電阻阻值，
應進行多次測量求平均值，可以采用滑動變阻器的分壓接法，據(jù)此作出實驗電路圖；
（2）根據(jù)實驗所測量的量，應用并聯(lián)電路特點、歐姆定律求出待測電阻阻值．
解答：解：Ⅰ．A、在探究a與M、F之間關系的實驗中，用沙和沙桶的重力大小代替繩子的拉力，
繩子對小車的拉力小于沙和沙桶的重力，存在誤差，這是系統(tǒng)誤差，A不符合題意；
B、在測定金屬絲的電阻率實驗中電流表外接法測量金屬絲的電阻，由于電壓表的分流作用，電流的測量值大于真實值，實驗存在誤差，這是系統(tǒng)誤差，B不符合題意，
C、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中用逐差法測量小車運動的加速度，
實驗誤差是由于測量位移而引起的，是偶然誤差，C不符合題意；
D、在驗證機械能守恒實驗中，重錘減少的重力勢能等于重錘增加的動能，
由于存在阻力，重錘減少的重力勢能大于重錘增加的動能，
誤差是由實驗設計引起的系統(tǒng)誤差，D不符合題意；故C正確．
Ⅱ．（1）小車由靜止釋放，做初速度為零的勻加速運動，由位于公式可知，
小車的位移x=at²；兩小車同時釋放、同時停止運動，它們的運動時間t相等，
則兩小車的位移之比==，由此可知，小車的加速度之比等于小車的位移之比，
實驗中可以測出小車在相等時間內(nèi)的位移，則小車的加速度之比等于位移之比．
（2）為了使繩子的拉力成為小車受到的合外力，實驗時應：①平衡摩擦力，
②調(diào)節(jié)滑輪的高度使牽引小車的繩子與木板平面平行．
Ⅲ．（1）由所給的實驗器材可知，只有兩個電壓表，沒有電壓表，
可以把定值電阻與待測電阻并聯(lián)，用量程大的電流表測測它們的并聯(lián)電流，
量程小的電流表測通過定值電阻的電流，由歐姆定律求出并聯(lián)電壓，
由并聯(lián)電路特點求出通過待測電阻的電流，然后由歐姆定律求出待測電阻阻值，
為了減小實驗誤差，實驗時應進行多次測量求平均值，滑動變阻器采用分壓接法，
實驗電路圖如圖所示．
（2）閉合開關，移動滑片，測出電流表A₁的示數(shù)是I₁，電流表A₂的示數(shù)是I₂，
電流表A₁與定值電阻R串聯(lián)，測定值電阻電流，待測電阻電壓U_X=U+U_A1=I₁R+I₁r₁，
電流表A₂測兩電阻的并聯(lián)電流，通過待測電阻的電流I_X=I₂-I₁，
待測電阻阻值R_X==R_X=．
故答案為：Ⅰ、C；Ⅱ、（1）測出小車在相等時間內(nèi)的位移，則小車的加速度之比等于位移之比；
（2）①平衡摩擦力，②調(diào)節(jié)滑輪的高度使牽引小車的繩子與木板平面平行．
Ⅲ、（1）電路圖如圖所示；（2）．
點評：本題是一道綜合實驗題，考查了實驗誤差分析、探究牛頓第二定律實驗的原理與實驗注意事項、設計測電阻的實驗電路圖，求電阻表達式等問題，是實驗的常考問題，但難度不是很大，熟練掌握基礎知識即可正確解題．