题目内容

7．从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量一个刻度盘上，总共有10个小格且刻度均匀，但量程尚未准确测出的电压表V1的量程U1m，要求方法简捷，有尽可能高的精度，并能测出多组数据．
器  材字母代号规            格
待测电压表V1A量程在23～27V之间，内阻r1=250kΩ
标准电压表V2B量程2V，内阻r2=20KΩ
电流表AC量程3A，内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器RD总电阻1KΩ
稳压电源εE30V，内阻很小
电键S及导线若干F
①应选择的器材有：A、B、D、E、F（写字母代号）
②画出电路图，并在图上标出所有器材
③若选择其中的一组数据来计算V1的量程，则所用表达式U1m=${U_{1m}}=\frac{{10{U_2}{r_1}}}{{N{r_2}}}$，式中各字母代表的是r1=250kΩ，r2=20kΩ，U2：某次测量时V2的读数，N：某次测量V1的指针偏转格数．

分析 关键是由于待测电压表的满偏电流与标准电压表的满偏电流接近，所以可考虑将它们串联使用，又由于滑动变阻器的全电阻远小于电压表内阻，所以变阻器应用分压式接法，然后设出待测电压表每格的电压，测出其偏转格数，根据欧姆定律即可求解．

解答 解：由于两电压表的满偏电流均为I=$\frac{U}{{R}_{V}}$=10mA，所以可将两电压表串联使用，由于变阻器的全电阻远小于电压表内阻，所以变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：

①则由电路图可知应选择的器材有：A、B、D、E、F；
②电路如图
③待测电压表的量程为U1m，测量电路中其偏转格数为N，标准电压表的示数为U2．则由欧姆定律：$\frac{{U}_{2}}{{r}_{2}}=\frac{N\frac{{U}_{1m}}{10}}{{r}_{1}}$
  其中r1=250kΩ，r2=20kΩ，U2：某次测量时V2的读数，N：某次测量V1的指针偏转格数． 
  得：${U_{1m}}=\frac{{10{U_2}{r_1}}}{{N{r_2}}}$；
故答案为：①则由电路图可知应选择的器材有：A、B、D、E、F；
         ②电路如图
③得：${U_{1m}}=\frac{{10{U_2}{r_1}}}{{N{r_2}}}$；r1=250kΩ，r2=20kΩ，r1=250kΩ，r2=20kΩ，U2：某次测量时V2的读数，N：某次测量V1的指针偏转格数．

点评 要熟练掌握打点计时器的使用方法以及测量加速度的原理；对电学实验，注意电压表（或电流表）的反常规接法，即电压表与电压表可以串联、电流表与电流表可以并联．

练习册系列答案
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17．一物体在粗糙水平面上，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图的（a）所示，物体速度v与时间t的关系如图的（b）所示（g=10m/s2）．
（1）定性描述从0s～6s物体的运动情况；
（2）求物体的质量m；
（3）求物体与水平面之间的动摩擦因数μ．
18．物理实验小组利用如图所示的自制实验装置进行探究实验．沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合；在墙上，距离地面高度为L的P点固定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体A、B．开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直，通过刻度尺，记录A、B两物体距离地面的高度为h；然后，同时由静止释放A、B物体，较重的A物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的B物体仍向上运动，观察B物体所能到达的最大高度为 H，并记录下来．
①根据上述测量的物理量可计算A、B 两物体质量之比$\frac{H-h}{3h-H}$；
②用天平测量两物体质量，所得A、B 两物体质量之比，与上述①所得数据略有差距，试分析造成误差的原因存在空气阻力或摩擦阻力，H或h的测量值有误差；
③若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有哪些多次测量取平均值；
④若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的B物体不至于碰到定滑轮，那么，丝线所需的长度不应小于$\frac{4L}{3}$．
15．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠，R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r．现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是（　　）
A．电流表示数变小，电压表示数变小B．小电珠变亮
C．电源的总功率变小D．电容器C上电荷量减少
2．在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，某同学用橡皮绳代替弹簧进行实验．实验中，他在橡皮绳下端逐个挂上钩码（每个钩码的重力均为1N），并记录绳下端的坐标x加i（下标i表示挂在绳下端的钩码个数）；然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标x减i；绳下端坐标的平均值xi=$\frac{{{x_{加i}}+{x_{减i}}}}{2}$．x加、x减和xi数据见表：
 钩码个数 x加i/cm x减i/cm xi/cm
 0 20.020.2  20.1
 121.6 21.8  21.7
 2 23.0 23.4 23.2
 3 24.624.9  24.7
 4 26.3 26.5 26.4
 5 28.1 28.3 28.2
…………
①橡皮绳的x加小于x减（选填“大小”、“等于”、“小于”）；
②在如图所示给出的坐标纸上，作出钩码对橡皮绳的拉力F与橡皮绳下端坐标的平均值xi的关系图象．
12．一直流电压表，量程为1V，内阻为1 000Ω，现将一阻值为5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干线．
（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图．
（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为7V，电源电动势为6.3V．
19．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材
B．将打点计时器接到电源的电流输出端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．先松手释放纸带，再接通电源打出纸带
E．选择合适的纸带，测量打出的纸带上某些点之间的距离
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
上述操作中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是BCD（填入相应的字母）．
（2）若实验中所用重锤质量m=1.00kg，打点纸带如图2所示，打点时间间隔为0.02s，从O点开始下落起至B点，重锤的重力势能减小量是|△Ep|=1.88 J，重锤的动能增加|△Ek|=1.84J．（g=9.8m/s2，结果取3位有效数字）（O点为开始下落点，O点与A点间其他点未画出）实验结论是在误差允许范围内，重锤机械能守恒．
16．在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电击．这是因为（　　）
A．金属门把手带电，门把手给人放电
B．人带电，人给门把手放电
C．北方天气寒冷，手摸冰冷的金属门把手时，把“凉”的感觉当成了电击的感觉
D．人的错觉
17．将一个小球以速度v水平抛出，要使小球能够垂直打到一个斜面上，斜面与水平方向的夹角为α．那么下列说法正确的是（　　）
A．若保持水平速度v不变，斜面与水平方向的夹角α越大，小球的飞行时间越短
B．若保持水平速度v不变，斜面与水平方向的夹角α越大，小球的飞行时间越长
C．若保持斜面倾角α不变，水平速度v越大，小球的飞行时间越长
D．若保持斜面倾角α不变，水平速度v越大，小球的飞行时间越短

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