题目内容
（1）如图1为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置．
①在该实验中必须采用控制变量法，应保持 不变，用钩码所受的重力作为 ，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图2所示）．
a．分析此图线的OA段可得出的实验结论是 ．
b．（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）导轨保持了水平状态
（C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大
（2）用图3所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（1）电流表（量程0.6A、3A）；
（2）电压表（量程3V、15V）
（3）定值电阻（阻值1Ω（4）、额定功率5W）
（5）定值电阻（阻值10Ω（6），额定功率10W）
（7）滑动变阻器（阴值范围0--10Ω（8）、额定电流2A）
（9）滑动变阻器（阻值范围0-100Ω（10）、额定电流1A）
那么a．要正确完成实验，电压表的量程应选择 V，电流表的量程应选择 A；R0应选择 Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器．
b．引起该实验系统误差的主要原因是 ．
①在该实验中必须采用控制变量法，应保持
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图2所示）．
a．分析此图线的OA段可得出的实验结论是
b．（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）导轨保持了水平状态
（C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大
（2）用图3所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（1）电流表（量程0.6A、3A）；
（2）电压表（量程3V、15V）
（3）定值电阻（阻值1Ω（4）、额定功率5W）
（5）定值电阻（阻值10Ω（6），额定功率10W）
（7）滑动变阻器（阴值范围0--10Ω（8）、额定电流2A）
（9）滑动变阻器（阻值范围0-100Ω（10）、额定电流1A）
那么a．要正确完成实验，电压表的量程应选择
b．引起该实验系统误差的主要原因是
分析：（1）研究加速度和力的关系时，采取控制变量法，即保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的外力，改变钩码的重力，来研究加速度与力的关系．通过图线线性关系得出加速度与力的关系，知道在钩码质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于绳子的拉力，当钩码的质量比较大时，钩码的重力大于绳子的拉力，钩码质量比较大时，图线斜率的倒数等于钩码和小车的质量之和．
（2）器材选取的原则是安全、精确，根据电池电动势和电流的大小选择电压表和电流表的量程，从测量误差的角度选择定值电阻和滑动变阻器．误差形成的原因是电压表的分流作用，使得测量的电流小于通过电源的电流．
（2）器材选取的原则是安全、精确，根据电池电动势和电流的大小选择电压表和电流表的量程，从测量误差的角度选择定值电阻和滑动变阻器．误差形成的原因是电压表的分流作用，使得测量的电流小于通过电源的电流．
解答：解：（1）①在该实验中，测量加速度和力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码的重力作为小车的外力．
②a、图线的OA段是直线，知在质量不变的条件下，加速度与外力成正比．
b、在实验中，实际上钩码的重力与小车所受的拉力不等，在钩码质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于绳子的拉力，当钩码的质量比较大时，钩码的重力大于绳子的拉力，此时可以对整体研究，a=
，即图线的斜率表示m+M的倒数，所以图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大．故选C．
（2）a、电源的电动势大约1.5V，所以电压表量程选用3V的误差较小，通过干路的电流较小，所以电流表量程选用0.6A误差较小．定值电阻和滑动变阻器电阻不能太大，太大的话，电流太小，测量误差较大，所以定值电阻R0应选择 1Ω的定值电阻，滑动变阻器选用阻值范围是0～10Ω的滑动变阻器．
b、在实验中，电压表测量的是电源的外电压，由于电压表起分流作用，电流表的示数小于实际通过电源的电流．所以误差形成的原因是：由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．
故答案为：（1）小车的总质量，小车所受外力．
（2）a．在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；b．C．
（2）答案：a.3，0.6，1，0～10．b．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．
②a、图线的OA段是直线，知在质量不变的条件下，加速度与外力成正比．
b、在实验中，实际上钩码的重力与小车所受的拉力不等，在钩码质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于绳子的拉力，当钩码的质量比较大时，钩码的重力大于绳子的拉力，此时可以对整体研究，a=
| mg |
| M+m |
（2）a、电源的电动势大约1.5V，所以电压表量程选用3V的误差较小，通过干路的电流较小，所以电流表量程选用0.6A误差较小．定值电阻和滑动变阻器电阻不能太大，太大的话，电流太小，测量误差较大，所以定值电阻R0应选择 1Ω的定值电阻，滑动变阻器选用阻值范围是0～10Ω的滑动变阻器．
b、在实验中，电压表测量的是电源的外电压，由于电压表起分流作用，电流表的示数小于实际通过电源的电流．所以误差形成的原因是：由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．
故答案为：（1）小车的总质量，小车所受外力．
（2）a．在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；b．C．
（2）答案：a.3，0.6，1，0～10．b．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．
点评：解决本题的关键掌握力学实验和电学实验的原理，以及知道器材选取的原则，知道误差形成的原因．
练习册系列答案
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（14分）在“测定金属丝的电阻率”实验中，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数为_______mm（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
U/V |
0.10 |
0.30 |
0.70 |
1.00 |
1.50 |
1.70 |
2.30 |
|
I/A |
0.020 |
0.060 |
0.160 |
0.220 |
0.340 |
0.460 |
0.520 |
由以上数据可知，他们测量Rx是采用图中的_________图(选填“甲”或“乙”) ．
（3）图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端．请根据图所选的电路图，在图中补充完成该组同学实验时实物间的连线，并使闭合开关时，电压表或电流表不至于被烧坏．
（4）该组同学在坐标纸上建立U—I坐标系，如图所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx=_________Ω(保留两位有效数字) ．
（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) ．
A．1×10-2Ω
m B．1×10-3Ωm C．1×10-6Ωm D．1×10-8Ωm
，其中r和R的意义见图7-1。
，其中r指考察点到球心的距离
，其中ρ为电荷体密度。这个式子的物理意义可以参照万有引力定律当中（条件部分）的“剥皮法则”理解〔
即为图7-2中虚线以内部分的总电量…〕。
，U内 = k
= 
，其中ε为绝对介电常数（真空中ε0 = 
，其它介质中ε= 
），εr则为相对介电常数，εr = 
。
= 
+
+
+ … +
q0U0 = 
C
= 
E2 
E2 。而且，这以结论适用于非匀强电场。
= ΔΩ = 
，ΔE2 = k
，即：ΔE1 = ΔE2 ，而它们的方向是相反的，故在P点激发的合场强为零。
，方向由P指向O点。
= Σ
= 0 ，最后的ΣE = ΣEz ，所以先求
，而且ΔScosθ为面元在xoy平面的投影，设为ΔS′
ΣΔS′
球面，每个
球面在x、y、z三个方向上分量均为
kπσ，能够对称抵消的将是y、z两个方向上的分量，因此ΣE = ΣEx …
= a ，如图7-7所示，试求空腔中各点的场强。
= r1 ，
= r2 ，则大球激发的场强为
= 
kρπr1 ，方向由O指向P
= 
kρπr2 ，方向由P指向O′
kρπa ，方向均沿O → O′，空腔里的电场是匀强电场。
πkρq〔
?
〕。
= r ，以无穷远为参考点，试求P点的电势UP 。
段，各段在P点形成的电势相同，而且它们是标量叠加。
；结论不会改变。
= k
·
= kσΔΩ
；（2）球心电势仍为k
，但其它各点的电势将随电量的分布情况的不同而不同（内部不再是等势体，球面不再是等势面）。
－ k
+ k
。
+ k
+ k
= 0
q
+ k
q ；（2）UB = k
(1－
) 。
UA ；UB′= 
UA + 
UB 。
U′
（U1 + U2 + U3 + U4）。
+ U半球面
－ UP 。
是以B为圆心、L为半径的半圆。A处放有电量为q的电荷，B处放有电量为－q的点电荷。试问：（1）将单位正电荷从O点沿
移到D点，电场力对它做了多少功？（2）将单位负电荷从D点沿AB的延长线移到无穷远处去，电场力对它做多少功？
+ k
= 0
+ k
= －
；（2）
。 
；（2）Ek1 = 
k
，Ek2 = 
k
；（3）k
。
+
+
）。
= 2 k
+ k
+ 
mv2 + 
2m
。
〕。
、A板内侧电量
，B板内侧电量?
、B板外侧电量
；（2）A板外侧空间场强2πk
，方向垂直A板向外，A、B板之间空间场强2πk
，方向由A垂直指向B，B板外侧空间场强2πk
，方向垂直B板向外；（3）A、B两板的电势差为2πkd
，A板电势高。
）？如果在板间充满相对介电常数为εr的电介质，是否会影响四个面的电荷分布（答：不会）？是否会影响三个空间的场强（答：只会影响Ⅱ空间的场强）？
·
（方向相左），内侧受力
·
（方向向右），它们合成即可，结论为F = 
Q1Q2 ，排斥力。〕
= 
，即 
= 
关系求解，比较常规（上下部分的场强相等）。
? 
）
Q ，介质部分的电量为
Q ；（2）整个空间的场强均为
；（3）
Q 。
Q 。
+ 
= 
解C′即可。
+ 
= 
C ；（2）
C 。
+
+
= 0
+ 
= 
，Q2′= 
，这样系统的储能就可以用
得出了。
；（2）
。