题目内容

6．张丽同学在“探究性实验室”测量未知电阻Rx．使用的器材有：电源E；适当量程的电流表、电压表；滑动变阻器R；电阻箱R0；开关S1、S2；导线若干．为减少电表对测量结果的影响，设计出如甲图电路．具体实验操作如下：先断开S2，闭合S1，调节R和R0，使电流表和电压表有适当读数I1、U1；再保持R0不变，闭合S2，记下电流表和电压表的示数I2、U2．
（1）请对照电路图连接实物（导线不得交叉）
（2）请推导被测电阻Rx的表达式（用物理符号表示）
推导过程：

分析 （1）根据电路图连接实物图，从电源的正极出发，一个一个的连接，逐条支路连接，注意电表的正负接线柱，并避免导线交叉，可保准确无误
（2）本实验只有电流和电压两种数据，应考虑部分电路欧姆定律，并结合电阻的计算公式解决．

解答 解：（1）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（2）先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为I1，U1；设电压表内阻为Rv，则$\frac{{I}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$，
再保持RP不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数为I2、U2，则$\frac{{I}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$+$\frac{1}{{R}_{X}}$，则：Rx=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；
故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）Rx=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；推导过程如上所述．

点评 电路设计和实物图连接是学生应掌握的基本功，学生应加强练习，整理被求量的表达式是学生的能力问题，学生应能根据器材推知实验原理并进而推出被求量的表达式，此外，任何实验一般均要考虑其误差来源，需要养成分析误差的习惯．

练习册系列答案
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16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：
（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示?
实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m（1/kg）
10.200.785.00
20.400.382.50
30.600.251.67
40.800.201.25
51.000.161.00
①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象?
②由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比?
③物体受到的合力大约为0.15N?（结果保留两位有效数字）
（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2.0kg．（保留两位有效数字）
17．一只量程为1V，内阻Rv约900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现要测量它的内阻，并对它进行校对．实验室提供了以下可供选择的器材：
A．待测电压表
B．标准电压表（量程1V）
C．滑动变阻器：最大阻值1000Ω，额定电流0.1A
D．滑动变阻器：最大阻值10Ω，额定电流1A
E．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω
F．电阻箱：最大阻值99.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω
G．电池组：电动势为3V，内阻约1Ω
另外还有导线、开关若干．
（1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图甲、乙所示．要使测量较精确，应选择乙电路．在仪器的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表之外，还应从提供的器材中选择DE（用器材前的序号字母表示）．用上述方法测出电压表内阻的测量值RV大于（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻真实值．

（2）在对该电压表进行校对时，这位同学已经选好了实验器材，如图丁所示．若要求对电压表的每一个刻度都要进行校对，请你画出该实验的原理电路图，并将这些器材连接成测量电路，最后在滑动变阻器上方标出所选器材的序号字母．
14．某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：
A．按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是C．
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为0.16m/s2．（结果保留2位有效数字）
（3）由实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象（图丙），与本实验相符合是A．
1．如图所示电路中，开关S断开时的等效电阻Rab=$\frac{20}{3}$Ω；开关S闭合时的等效电阻Rab=$\frac{32}{5}$Ω．
11．一质量为1kg的物体受到三个不在一条直线上的共点力作用而处于静止状态，其大小分别为F1=10N，F2=20N，F3=25N．若三个力方向保持不变，F1，F3大小也保持不变，而其中F2突然减小到16N时物体开始加速运动，则加速度的大小和方向是（　　）
A．16 m/s2，与F2方向相同B．16 m/s2，与F2方向相反
C．4 m/s2，与F2方向相反D．4 m/s2，与F2方向相同
18．如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一个带正电的点电荷A，其电荷量Q=1.8×10-7C；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上．将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系．点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅰ所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线，求：（静电力常量k=9×109N•m/C2）
（1）小球B所带电量q；
（2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；
（3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U；
（4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可运动到x=0.4m．做小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？
15．一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为2.0×10-5 J，质点的动能增加了8.0×10-5 J，则a、b两点间的电势差为（　　）
A．3.0×104 VB．1.0×104 VC．4.0×104 VD．7.0×104 V
16．物体以12m/s的初速度在水平面上做匀变速直线运动，加速度大小为2m/s2，求：
（1）若物体做匀加速直线运动，求第4s末物体的速度；
（2）若物体做匀减速直线运动，求第3s末物体的速度．

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