Question

4．小明同学进行了以下两项测量型实验，请你帮他完成：

（1）用天平、量筒测岩石的密度．
①在称量岩石的质量时，他将天平放在水平桌面上，移动游码至零刻度线，实验前发现指针停在如图1甲所示位置，此时应将横梁右端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；称量时将岩石放入天平右盘，当天平再次平衡后，左盘中砝码质量和游码位置如图1乙所示，则岩石质量是83.4g．
②在用量筒测量岩石体积时，测量结果如图1丙丁所示，则岩石的体积为2×10^-5m³，岩石的密度为4.17×10³kg/m³．
（2）用电阻箱和电流表测量未知电阻R_x的阻值．
①如图2，移动滑动变阻器的滑片P，使其连入电路的阻值最大．将S拨至a处，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为某一适当值I；
②将S从a拨至b处，调节电阻箱（选填“电阻箱”、“滑动变阻器”或“电阻箱与滑动变阻器”），使电流表的示数为I；
③读出电阻箱的示数R=50Ω（如图3），即为待测电阻R_x的阻值．

Answer 1

分析 （1）调节天平平衡的规律是：将平衡螺母向指针偏转的反方向移动．物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对的刻度．排水法测量固体的体积，其数值等于固体浸没前后两次的体积差．金属块的密度根据公式ρ=$\frac{m}{V}$得出．
（2）根据实验电路图可知，实验时无电压表，只有电流表，可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验，即：连接好电路图后，用电流表测出通过待测电阻的电流，再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电流表的示数不变，根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等，据此设计实验步骤；
电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（图中的小三角）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值．

解答 解：（1）由甲图知，指针向左偏转，所以平衡螺母应向右调；
由乙图知，岩石的质量为m=50g+20g+10g+3.4g=83.4g，
金属块的体积为V=80cm³-60cm³=20cm³=2×10^-5m³
所以金属块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{83.4g}{20c{m}^{3}}$=4.17×10³kg/m³．
（2）由①可知，将S拨至a处，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为某一适当值I；根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等，可知②将S拨至b处，应调节电阻箱使电流表的示数仍为I；
此时电阻箱的示数R=0×1000Ω+0×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=50Ω；
故答案为：（1）①右；83.4；②2×10^-5；4.17×10³；（2）电阻箱；50．

点评 （1）题考查的是固体密度的测量，属于基本知识的应用，难度较小．
（2）题考查了伏安法测电阻的实验，涉及到实验的原理和滑动变阻器的连接、实验的注意事项、欧姆定律的应用和减小误差的方法等，要特别注意等效替代法在实验中的具体应用．