Question

（1）向心力演示器如圖1所示．轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速塔輪2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)�擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿使彈簧測(cè)力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個(gè)球所受向心力的大小．現(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為探究小球受到的向心力大小與哪些因素有關(guān)系，下列想法正確的是______

A．用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球做實(shí)驗(yàn)，使它們運(yùn)動(dòng)半徑相等，比較向心力的大小與質(zhì)量大小的關(guān)系
B．用質(zhì)量相同的兩個(gè)小球做實(shí)驗(yàn)，使它們的角速度不等，比較向心力的大小與角速度大小的關(guān)系
C．用質(zhì)量相同的兩個(gè)小球做實(shí)驗(yàn)，使它們的運(yùn)動(dòng)半徑不等，比較向心力的大小與半徑大小的關(guān)系
D．在兩個(gè)小球的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)半徑和角速度三個(gè)量中，保持其中兩個(gè)量相等，才能比較向心力的大小與第三個(gè)量的關(guān)系
（2）圖2為某電流表G的表盤，測(cè)得電流表G內(nèi)阻為R_g=105.0Ω，把它改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要______聯(lián)（填“串”或“并”）一個(gè)電阻R_x=______．請(qǐng)?jiān)趫D3的虛線框內(nèi)標(biāo)上改裝后表盤上應(yīng)該標(biāo)注的符號(hào)．用它來測(cè)量電壓，電流表盤指針位置如圖3所示，則此時(shí)所測(cè)量的電壓值應(yīng)是______V．
（3）某同學(xué)在做“用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的元件”的實(shí)驗(yàn)中，已知黑箱面板上有三個(gè)接線柱A、B、C，如圖4所示，黑箱內(nèi)的元件可能是電阻、二極管、電容等，且只有其中兩個(gè)元件，測(cè)量情況為：

紅表筆	A	A	B	B	C	C
黑表筆	B	C	A	C	A	B
測(cè)量結(jié)果	接近0Ω	接近10kΩ	∞	10kΩ	∞	10kΩ

請(qǐng)根據(jù)以上結(jié)果畫出黑箱中的電路．

Answer 1

【答案】分析：（1）要探究小球受到的向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑和角速度不變．探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不變．探究小球受到的向心力大小與半徑的關(guān)系，需保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率不變．
（2）要把電流表G改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要串聯(lián)電阻R_x，根據(jù)歐姆定律求解R_x．并由歐姆定律求出電流表盤指針位置如圖3所示時(shí)所測(cè)量的電壓值．
（3）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)分析黑箱中的元件．若正向與反向電阻相差很大，是二極管．若正向與反向電阻相等，則是電阻．
解答：解：（1）根據(jù)F=mrω²，知向心力與三個(gè)量有關(guān)，在兩個(gè)小球的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)半徑和角速度三個(gè)量中，保持其中兩個(gè)量相等，才能比較向心力的大小與第三個(gè)量的關(guān)系．故D正確，ABC均錯(cuò)誤．
故選D
（2）要把電流表G改裝成量程為U_V=15V的電壓表，需要串聯(lián)電阻R_x，根據(jù)歐姆定律求解R_x==49895Ω．
電流表盤指針位置如圖3所示電流為I=230.0μA，所測(cè)量的電壓值為U=I（R_g+R_x）=11.5V
（3）由表格的數(shù)據(jù)可以看出，AB間正向與反向電阻相差很大，應(yīng)是二極管，B接線柱接二極管的正極，BC間電阻正向與反向電阻相同，則BC間是電阻．畫出電路圖如圖．
故答案為：
（1）D；（2）串，49895Ω，11.5V．（3）畫出黑箱中的電路如圖所示．
點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)第1題采用控制變量法，即要研究一個(gè)量與另外一個(gè)量的關(guān)系，需要控制其它量不變．第2題電表的改裝關(guān)鍵抓住原理是串聯(lián)電路的分壓作用．