Question

I．為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖1所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G₁．G₂為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G_l．G₂光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間△t₁．△t₂都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m．回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其它儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？答：

 

．
（2）若取M=0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是

 

．
A．m₁=5g    B． m₂=15g
C．m₃=40g    D．m₄=400g
（3）在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為：

 

（用△t₁．△t₂．D．S表示）
II．要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：
A．待測電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）
B．電流表A（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）
C．定值電阻R（阻值2kΩ，額定電流50mA）
D．蓄電池E（電動(dòng)勢略小于3V，內(nèi)阻不計(jì)）
E．多用電表
F．開關(guān)K₁．K₂，導(dǎo)線若干
有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：
①首先，用多用電表進(jìn)行粗測，選用×100Ω倍率，操作方法正確．若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖2甲所示，則測量的結(jié)果是

 

Ω．
②為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的2乙．丙實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為其中較合理的電路圖是

 

．其理由是

 

．
③在圖2丁中，根據(jù)你選擇的電路把實(shí)物連接好．
④用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，請簡述實(shí)驗(yàn)步驟：

 

用上述所測量的符號(hào)表示電壓表的內(nèi)阻R_V=

 

．

Answer 1

分析：對(duì)Ⅰ題應(yīng)知道滑行器所受合力為繩子拉力的條件是滑行器質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量，Ⅱ題要明確電流表與電壓表的讀數(shù)要求是通過電流表表頭的電流不能太小，若將電壓表與電流表并聯(lián)，則電壓表示數(shù)太小，若串聯(lián)則電流表示數(shù)太小，故只能使用電壓表．

解答：解：I（1）實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其它儀器的情況下，應(yīng)將滑行器自由放在導(dǎo)軌上，并輕推滑行器，看其能否做勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砝碼有F-mg=ma，對(duì)滑行器有F=Ma，聯(lián)立可得F=

Mmg

M+m

=

1

1+ m M

．mg，可見當(dāng)m＜＜M時(shí)F=mg，所以當(dāng)砝碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑行器的質(zhì)量M時(shí)，繩子對(duì)滑行器的拉力才可作為滑行器受到的合力，不合適的一組是D．
（3）由v=

△s

△t

得

v

1

=

D

△t   1

，

v

2

=

D

△t   2

，又

v

2 2

-

v

2 1

=2aS，可得a=

D 2

2S

(

1

△t 2 2

-

1

△t 2 1

)
II．①歐姆表的讀數(shù)為R=30×100Ω=3000Ω
   ②認(rèn)為其中較合理的電路圖是丙，原因是乙圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大，丙圖中R的阻值與電壓表阻值接近，誤差�。�
   ③實(shí)物圖連接如右圖所示：

④實(shí)驗(yàn)步驟是：
閉合

K

1

，再閉合

K

2

，讀得電壓表示數(shù)

U

1

；再斷開

K

2

，讀得電壓表示數(shù)

U

2

．
根據(jù)歐姆定律

U

1

=E，

U   2

R   V

=

E -U   2

R

，兩式聯(lián)立解得

R

V

=

U   2 R

U   1 -U   2

故答案為Ⅰ（1）將滑行器自由放在導(dǎo)軌上，并輕推滑行器，看其能否做勻速運(yùn)動(dòng)
          （2）D
           （3）a=

D 2

2S

(

1

△t 2 2

-

1

△t 2 1

)
Ⅱ①3000，②丙，③乙圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大，丙圖中R的阻值與電壓表阻值接近，誤差小．
  ④閉合

K

1

，再閉合

K

2

，讀得電壓表示數(shù)

U

1

，再斷開

K

2

，讀得電壓表示數(shù)

U

2

；

U   2 R

U   1 -U   2

點(diǎn)評(píng)：明確實(shí)驗(yàn)原理是解決實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵，要熟記牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中只有當(dāng)砝碼或沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑行器或小車的質(zhì)量時(shí)，繩對(duì)小車的拉力才能當(dāng)做合力；電學(xué)實(shí)驗(yàn)中注意電表讀數(shù)原理要求指針偏轉(zhuǎn)不能太�。�