Question

（1）图丙为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度g取10m/s²．由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间

 

（填“小于”、“等于”或“大于”）从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为

 

Hz；小球抛出时的初速度大小为

 

m/s．
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6Ω．现先用刻度尺测出金属丝的长度l；接着用螺旋测微器测量金属丝直径d，其刻度位置如图甲所示；再用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
①从图甲中读出金属丝的直径d为

 

mm．
②在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝以及电键K外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源E：电动势约4.5V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～0.6A，内阻为0.125Ω；
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻为0.025Ω；
电压表V₁：量程0～3.0V，内阻为3kΩ；
电压表V₂：量程0～15V，内阻为15kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为0.2A；
滑动变阻器R₂：最大阻值20Ω，允许通过的最大电流为1.0A；
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据．在可供选择的器材中，应该选用的电流表是

 

，应选用的电压表是

 

，应该选用的滑动变阻器是

 

．
③根据所选的器材，在图乙的虚线框中画出实验电路图．
④写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式（用字母表示）：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．
（2）①螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；注意判断0.5毫米刻度线是否出现的方法：若可动刻度的“0”在固定刻度上方，则没有露出，若在下方则以及露出．
②根据电路最大电压选择电压表，根据电源电动势、待测电阻阻值与所选电流表选择滑动变阻器．
③根据实验器材确定滑动变阻器接法，根据待测电阻阻值与电表内阻关系确定电流表接法，作出电路图．
④根据电阻定律求出金属丝的电阻率．

解答：解：（1）水平方向的运动是匀速直线运动，从A到B和从B到C水平方向的位移相同，所以经历的时间相等．
在竖直方向上有：△h=gT²，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，
因此闪光频率为：f=

1

T

=10Hz
水平方向匀速运动，有：s=v₀t，选AB段：其中s=5l=25cm，t=T=0.1s，代入解得：v₀=2.5m/s．
（2）①由于可动刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的读数为：0.5mm，可动刻度读数为0.01×0.0mm=0.000mm，所以最终读数为：0.5mm+0.000mm=0.500mm．
②电源的电动势为4.5V，从减小读数误差角度，因此选用的电压表是V₁；
因被测金属丝的电阻大约为6Ω．所以最大电流为0.75A，因此选择量程0～0.6A的电流表A₁；
为保证电路安全，滑动变阻器应选滑动变阻器R₂：最大电流为1.0A；
③在测量电阻时，需要有较大的电压测量范围，所以滑动变阻器采用分压式接法；由题意知，待测电阻的阻值偏上，因此电流表采用外接法，实验电路图如图所示；
④由电阻定律得：R=ρ

L

S

=ρ

L

π(  d 2 )2

，又由于R=

U

I

，因此电阻率为ρ=

RS

L

=

πd2U

4IL

故答案为：（1）等于；10；2.5．
（2）①0.500；②如右图所示；③A₁；V₁；R₂；④ρ=

πd2U

4IL

点评：对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．
决本题的关键是掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
本题关键：（1）用伏安法测电阻时安培表内、外接法的选择原则是“大内小外”，即对于大电阻采用安培表内接法，对于小电阻采用安培表外接法；（2）需要有较大的电压测量范围时，滑动变阻器采用分压式接法．