题目内容
Ⅰ.为研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图所示的装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置如图1所示.
(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同? (填写仪器序号)
A.打点计时器B.秒表 C.毫米刻度尺D.电流表
(2)如果用该实验装置测量滑块加速度,造成实验结果误差的主要原因是: .
Ⅱ.请你设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1(约100Ω),要求方法简捷、有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.可供选择器材如下:
A.电压表V(量程15V,内阻RV=10kΩ)
B.电流表A1(量程10mA,内阻r1待测)
C.电流表A2(量程1000μA,内阻r2=800Ω)
D.滑动变阻器Rl(最大阻值20Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值100Ω)
F.电源E(电动势1.5V,内阻可以忽略)
G.电键及导线若干
(1)小颖同学设计的测量电路如图2所示,她所设计的电路存在多处错误,请你指出其中的一处错误是: .

(2)请在答题卷虚线框内画出你设计的测量电路,并在电路中标明所选用的器材.
(3)若选择测量数据中的一组来计算r1,表达式应为r1= .
(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同?
A.打点计时器B.秒表 C.毫米刻度尺D.电流表
(2)如果用该实验装置测量滑块加速度,造成实验结果误差的主要原因是:
Ⅱ.请你设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1(约100Ω),要求方法简捷、有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.可供选择器材如下:
A.电压表V(量程15V,内阻RV=10kΩ)
B.电流表A1(量程10mA,内阻r1待测)
C.电流表A2(量程1000μA,内阻r2=800Ω)
D.滑动变阻器Rl(最大阻值20Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值100Ω)
F.电源E(电动势1.5V,内阻可以忽略)
G.电键及导线若干
(1)小颖同学设计的测量电路如图2所示,她所设计的电路存在多处错误,请你指出其中的一处错误是:
(2)请在答题卷虚线框内画出你设计的测量电路,并在电路中标明所选用的器材.
(3)若选择测量数据中的一组来计算r1,表达式应为r1=
分析:Ⅰ①单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,单摆在该实验中所起的作用与打点计时器相同.
②根据测量加速度的原理△x=aT2,T为单摆周期的一半.单摆周期对实验结果影响最大.
Ⅱ、因为尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.滑动变阻器采用分压式接法,电压表的量程偏大,可以选用电流表A2作为电压表适用,根据欧姆定律求出电流表A1的内阻.
②根据测量加速度的原理△x=aT2,T为单摆周期的一半.单摆周期对实验结果影响最大.
Ⅱ、因为尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.滑动变阻器采用分压式接法,电压表的量程偏大,可以选用电流表A2作为电压表适用,根据欧姆定律求出电流表A1的内阻.
解答:解:Ⅰ①单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.
②设单摆周期为T,则测量加速度的原理是△x=a(
)2,a=
,单摆周期对实验结果影响最大,而单摆周期与摆长即摆球重心与悬点的距离有关,随着细沙流出,摆球重心位置发生改变,单摆周期发生改变,对加速度的测量产生误差,故对实验结果影响最大的原因是漏斗重心的变化导致摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值.
Ⅱ、①因为尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.滑动变阻器采用分压式接法.因为电压表量程偏大,测量误差较大,可以选用电流表A2作为电压表适用,电流表A2的电流乘以内阻即为电流表A2两端的电压,所以设计电路中的错误是:不能用电压表来测电压,或滑动变阻器不能用作串联限流;
②结合上面分析的原理电路图如图

③根据部分电路欧姆定律,有:r1=
r2,式中I1、I2分别是A1、A2的读数
故答案为:Ⅰ.(1)A;(2)漏斗重心下降导致单摆有效摆长变化,从而导致单摆周期改变,影响计时的准确性.
Ⅱ.(1)①不能用伏特表来测电压;②滑动变阻器不能用作串联限流.(2)如图所示;(3)r1=
r2.
②设单摆周期为T,则测量加速度的原理是△x=a(
| T |
| 2 |
| 4△x |
| T2 |
Ⅱ、①因为尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.滑动变阻器采用分压式接法.因为电压表量程偏大,测量误差较大,可以选用电流表A2作为电压表适用,电流表A2的电流乘以内阻即为电流表A2两端的电压,所以设计电路中的错误是:不能用电压表来测电压,或滑动变阻器不能用作串联限流;
②结合上面分析的原理电路图如图
③根据部分电路欧姆定律,有:r1=
| I2 |
| I1 |
故答案为:Ⅰ.(1)A;(2)漏斗重心下降导致单摆有效摆长变化,从而导致单摆周期改变,影响计时的准确性.
Ⅱ.(1)①不能用伏特表来测电压;②滑动变阻器不能用作串联限流.(2)如图所示;(3)r1=
| I2 |
| I1 |
点评:将已知内电阻的电流表当作电压表使用,实际也是伏安法测电阻的推广形式,是我们在电路设计中经常使用到的一种方法.
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