实验题:(1)建筑.桥梁工程中所用的金属材料在外力作用下会伸长.其伸长量不仅与拉力的大小有关.还与金属材料的横截面积有关.人们发现对同一种金属.其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常量.这个常量叫做杨氏模量．用E表示.即E=(FS)/(△LL),某同学为探究其是否正确.根据下面提供的器材:不同� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

实验题：
（1）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与拉力的大小有关，还与金属材料的横截面积有关，人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常量，这个常量叫做杨氏模量．用E表示，即E=(

)/(

△L

)；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等，设计的实验如图所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．
①在一次测量中：
a．螺旋测微器如图甲所示，其示数为

mm；
b．游标卡尺如图乙所示，其示数为

mm；
②用以上所测物理量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为E=

．

（2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
干电池E（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）；  电流表G（满偏电流3mA，内阻R_g=10Ω）；
电流表A（0-0.6A，内阻0.1Ω）；    滑动变阻器R₁（0-20Ω，10A）；
滑动变阻器R₂：（0-100Ω，1A）；    定值电阻R₃=990Ω；      开关、导线若干
①为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是

（填写字母代号）
②请在线框内画出你利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．

③上图为某-同学根据他所设计的实验绘出的I₁：I₂图线（I₁为电流表G的示数；I₂为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=

V；内电阻r=

分析：（1）根据螺旋测微器与游标卡尺原理以及读数原则可正确解答．螺旋测微器需要估读，游标卡尺不需要估读；
根据平衡条件求出金属丝上的拉力，由几何知识求出金属丝的伸长量然后代入公式即可正确解答．
（2）①由题目中给出的信息可知干电池的电动势以及内电阻，根据滑动变阻器的作用可以得出应选择的滑动变阻器；
②根据本实验中的实验原理可知实验方法，再结合实验中给出的仪器可以得出正确的电路图；
③在图线上，斜线与纵坐标的交点就是电源的电动势；斜线斜率的绝对值表示内阻的大小．

解答：解：（1）①a、螺旋测微器读数为固定刻度读数和可动刻度读数之和，固定读数为：3.5mm，可动部分读数为：35.3×0.01=0.353mm
所以最后读数为：3.5+0.353=3.853mm．
b、游标卡尺上主尺读数为：11mm，游标尺上第7个刻度与主尺上刻度对齐，所以读数为：7×0.02=0.14mm，故最后读数为：11+0.14=11.14mm．
故答案为：a、3.853mm，b、11.14mm．
②由题意可知，根据平衡条件可知，拉伸后金属丝上的拉力为：
F=

2sinθ

，①
sinθ=

l2+h2

②
金属丝的变化量为：
△L=L′-2L=

cosθ

-2L ③
cosθ=

L2+h2

④
由题意：E=

△L

⑤
联立①②③④⑤解得：E=

2mgL

L2+h2