Question

（1）如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，打点计时器接50H_Z交流电．小车的质量为m₁，小桶及砝码的总质量为m₂，实验过程中用小桶和砝码受到的重力当作小车所受的合外力．

①下列说法正确的是

 

．
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先接通打点计时器电源，再释放小车
C．本实验m₂应远大于m₁
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-

1

m1

图象
②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a一F图象，可能是图2中的图线

 

．（选填“甲”、“乙”、“丙”）
③如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小

 

m/s²．（结果保留三位有效数字）
（2）在“测定某电阻丝的电阻率”实验中①用螺旋测微器测量电阻丝直径，如图4所示，则电阻丝的直径是

 

 mm．
②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值，已知电阻丝阻值很大，约为20kΩ．下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是

 

（填写相应的字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的“×1k”挡
d．旋转选择开关，使其尖端对准“OFF”挡，并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值，实验室提供下列可供选用的器材：
电压表V（量程3V，内阻约50kΩ）
电流表A₁（量程200 μA，内阻约200Ω）
电流表A₂（量程5mA，内阻约20Ω）
电流表A₃（量程0.6A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（最大值500Ω）
电源E（电动势4.5V，内阻约0.2Ω）
开关S导线
a．在所提供的电流表中应选用

 

（填字母代号）．
b．在图5的虚线框中画出测电阻的实验电路．
④根据上面测得的数据，即可求出该电阻丝的电阻率，若测得电阻丝长度为L，直径为d，在③中正确操作后得到电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率为

 

．

Answer 1

分析：（1）①实验时需要提前做的工作有两个：①平衡摩擦力，且每次改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，因为f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了．②让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，
②如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．
③利用逐差法△x=aT²可以求出物体的加速度大小，
（2）①螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成．电表读数时要注意量程和最小分度
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻R_x，S可分四步
第一步：旋转s至欧姆挡“×lk”．因为欧姆挡的中值电阻为十几欧，选择“×lk”挡，指针可指在刻度盘中央附近，测量误差较小．
第二步：欧姆调零；
第三步：测量并读数；
第四步：旋转S至“OFF”，并拔出两表笔．
R_x的测量值等于指示值乘以倍率．
③电路分为测量电路和控制电路两部分．测量电路采用伏安法．根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表外接法．根据变阻器总电阻与待测电阻的关系，选择变阻器的接法；
④根据欧姆定律求出电阻，根据R=ρ

L

S

求出电阻率．

解答：解：（1）①A：平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A错误．
B：实验时应先接通电源后释放小车，故B正确．
C：让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故应该是m＜＜M，即m₁应远大于m₂，故C错误．
D：F=ma，所以：a=

F

m1

，当F一定时，a与

1

m1

成正比，故D正确．
故选BD．
②遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为丙．
③每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，
根据图中数据可得：x₁=0.72cm；x₂=0.91cm；x₃=1.11cm；x₄=1.30cm
根据逐差法有：
a₁=

x3-x1

2T2

a₂=

x4-x2

2T2

所以a=

a1+a2

2

=

x3+x4-x2-x1

4T2

=0.195m/s²
（2）①固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.141mm，则直径为0.641mm．
②用多用电表测量阻值约20千欧的电阻R_x，合理顺序为：
第一步：旋转s至欧姆挡“×lk”．因为欧姆挡的中值电阻为十几欧，选择“×lk”挡，指针可指在刻度盘中央附近，测量误差较小．
第二步：欧姆调零：将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
第三步：测量并读数：将两表笔分别连接到R_x，的两端，读出阻值后，断开两表笔．
第四步：旋转S至“OFF”，并拔出两表笔．
故合理的步骤为cabd．
③电源电动势为4.5V，电阻丝阻值很大，约为20kΩ，所以最大电流约为I=

U

R

=

4.5

20000

A=225μA
故选电流表A₁，
因为电流变内阻比待测电阻的阻值小的多，所以用电流表内接法，电压变化范围要尽量大，所以滑动变阻器应用分压式，电路图如图所示：
④根据欧姆定律得：R=

U

I

R=ρ

L

S

所以ρ=

RS

L

=

πd2U

4LI

故答案为：（1）①BD   ②丙    ③0.195
（2）①0.641   ②cabd
③a．A₁；b．测电阻的实验电路如图；④

πd2U

4LI

点评：（1）会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，且会根据原理分析实验误差．
（2）测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计．测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法．控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法．