Question

（1）某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图（1）是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50H_Z，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3…．各计数点与0计数点之间的距离依次为d₁=3cm，d₂=7.5cm，d₃=13.5cm，则物体通过1计数点的速度v₁=______m/s；

（2）物体运动的加速度为a=______m/s²．
（3）有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图（2）所示．此金属管线长约30Cm，电阻约10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺B．螺旋测微器
c．电流表Al（600mA，约1.0Ω）
D．电流表A2（3A，约0.1Ω）
E．电压表V（3V，6KΩ）
F．滑动变阻器R1（2KΩ，O．5A）
G．滑动变阻器R2（10Ω，2A）
H．蓄电池E（6V，O．05Ω ）
I．开关一个，带夹子的导线若干
①上列器材中，应选用的器材有______（只填代号字母）．
②在如图（3）方框中画出你所设计的电路图，并把如图（4）的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值．
③实验中要测量的物理量有：______，计算金属管线内部空问截面积S的表达式为：S=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度计算打第一计数点时的瞬时速度；
（2）根据平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度计算打第二计数点时的瞬时速度，然后根据加速度的定义求解出加速度；
（3）①本实验需要用伏安法测量电阻，同时要结合电阻定律公式求解导体的截面积，故可以先得到截面积的表达式，再结合欧姆定律得到待测量，从而进一步选择器材；
②用伏安法测量电阻，要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法；由于金属原件长度较短，故电阻较小，故采用安培表外接法，画出电路图后进一步连接实物图即可；
③根据欧姆定律和电阻定律公式可以得到要测量的物理量，并进一步推导出公式．
解答：解：（1）打计数点1时的瞬时速度等于打0到2时的平均速度，有

故答案为：0.375m/s；
（2）打计数点2时的瞬时速度等于打1到3时的平均速度，有

故加速度为：
故答案为：1.5m/s²；
（3）①本实验需要用伏安法测量电阻，根据欧姆定律，有；同时要结合电阻定律公式求解截面积；
故要用电压表测量电压，电流表测量电流，刻度尺测量长度，螺旋测微器测量直径，当然，要组合成电路，还需要电源、电键、导线以及滑动变阻器；
由于电阻通电电流大会升温，影响电阻率，故要小电流，故电流表选择较小量程，电压表也选择较小量程；
故答案为：ABCEGHI；  
②电路及实际测量电路如图（1）、图（2）所示．

③根据欧姆定律，有；
根据电阻定律，有
故截面积为：；
故要用螺旋测微器测横截面边长a，用毫米刻度尺金属管线长度L，电压表示数U，电流表示数I，
故金属管线内部空间截面积S的表达式为：S=a²
故答案为：截面边长a、金属管线长度L、电压表示数U，电流表示数I，a²．
点评：本题关键是要会用纸带分析得出物体的速度和加速度，同时对电学实验要能设计出电路图，并根据电路图连接电路并得到待测量，还要会误差分析．