Question

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8 m/s²）：
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

BD

（填字母代号）中的器材．
A．直流电源  B．交流电源  C．游标卡尺  D．毫米刻度尺  E．天平及砝码  F．秒表
②正确使用打点计时器，打出的某一条纸带如图1，O是纸带静止时打的点，1、2、3、4、5、6是依次打的6个点，已知电源频率是50Hz．利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v₄=

0.765

 m/s．
（2）用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r．
提供的器材有：保护电阻R₀（准确阻值是50Ω）、电阻箱R₁（0～100Ω）、电阻箱R₂（0～200Ω）、电源（电动势约6V，内阻约1Ω）、单刀单掷开关S₁和单刀双掷开关S₂、导线若干．
供选择的器材有：电流表A₁（量程6mA）、电流表A₂（量程60mA）、电流表A₃（量程0.6A）．①电流表应该选

A₂

．
②实验操作步骤是：闭合开关S₁，电阻箱R₁选取合适的阻值，

闭合开关S₂至接线柱1

，读取并记录

电阻箱R₁阻值和电流表的电流强度I₁

；电阻箱R₂选取合适的阻值，保持开关S₁闭合，

闭合开关S₂至接线柱2

，读取并记录

电阻箱R₂阻值和电流表的电流强度I₂

．（明确写出读取并记录的物理量的名称和符号）
③电动势表达式E=

E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，内电阻表达式r=

r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．

．（用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示）

Answer 1

分析：1、在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可以不测．重锤做的是匀加速直线运动，中间时刻的瞬时速度可用平均速度求出．
2、根据电路可能的最大电流和读数准确性选择电流表，根据闭合电路欧姆定律求解．

解答：解：（1）①在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，所以除了基本的实验器材打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物外还需要：交流电源（给打点计时器供电），毫米刻度尺（量位移）．故BD正确．
②第4个点是3到5点的中间时刻，根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度得：
v₄=

x35

t35

=

0.0476-0.0170

2×0.02

=0.765m/s
（2）①电路最大电流I=0.12A，所以为了读数准确电流表应该选择A₂，
②实验操作步骤是：闭合开关S₁，电阻箱R₁选取合适的阻值，闭合开关S₂至接线柱1，读取并记录电阻箱R₁阻值和电流表的电流强度I₁；
电阻箱R₂选取合适的阻值，保持开关S₁闭合，闭合开关S₂至接线柱2，读取并记录电阻箱R₂阻值和电流表的电流强度I₂．
③根据闭合电路欧姆定律得：
E=（R₁+R₀+r）I₁
E=（R₂+R₀+r）I₂
解得：E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．
故答案为：（1）①BD；②0.765．
（2）①A₂；②闭合开关S₂至接线柱1；电阻箱R₁阻值和电流表的电流强度I₁；闭合开关S₂至接线柱2；电阻箱R₂阻值和电流表的电流强度I₂；
③E=

I1I2(R1-R2)

I2-I1

，r=

I1R1-I2R2

I2-I1

-R0．

点评：1、正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．从纸带上求速度和加速度高中多个实验中都用到，一定要熟练掌握．
2、解决该题关键要抓住闭合电路欧姆定律求解，对于电表的选择需要注意安全性和读数准确性．