题目内容

（2013?深圳二模）（1）根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验．
①如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点，另一端B连结两条轻绳，跨过定滑轮后各栓一细绳套，分别 挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重lN），调整滑轮的位置，稳定后结点B位 于O处，记下
O的位置
O的位置
和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码．
②如图乙所示，取某单位长度表示lN，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2；再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处，记下测力计的读数F′=
5.0
5.0
N，取下测力计．
③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示．（图作在答题卡上）
④对比F和F′的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是
测量存在误差
测量存在误差
（填一个原因）

（2）图1是“用伏安法测量金属丝电阻率ρ”的实验电路图．
①用螺旋测微器测得金属丝直径d如图2所示，可读出d=
3.95
×10
-4
 
3.95
×10
-4
 
m．
②闭合电键，调节P的位置，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，算出对 应的电阻R，利用多组数据绘出如图3所示的R-x图象，可得该图线的斜率 k=
10
10
Ω/m．
③利用图线的斜率k、金属丝的直径d，得到金属丝电阻率ρ的表达式为
π
d
2
 
k
4
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上，可以测 量电源的电动势和内阻．闭合电键，调节P的位置，读出多组电压表和电流表的 示数，把实验得到的数据绘成如图4所示的U-I图象，得出电源的电动势 E=
2.80
2.80
V；若R0=2.0Ω，则电源的内阻r=
1.0
1.0
Ω．
分析：本题（1）的关键是明确合力与分力间“等效替代”关系，要求实验中要求橡皮条的节点必须达到同一位置；（2）的关键是根据电阻定律以及闭合电路欧姆定律写出表达式，再根据图象的截距和斜率的含义即可求解．
解答：解：（1）①实验时应记下节点O的位置
②可读出弹簧测力计的示数为F=5.0N．
③如图所示（注意画F1和F2的合力为F，画好了平行四边形后应画出对角线，应用三角板画平行线而不能出现曲线，沿AO画力F′）．
④对比F和
F
′
 
不重合存在原因有：说明测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等．（答对其中一个即可）．
（2）①螺旋测微器的读数为d=39.5×0.01mm=0.395mm=3.95×
10
-4
 
m（3.92×
10
-4
 
～3.98×
10
-4
 
都对）
②R-x图象的斜率为k=
R
x
=
6
0.6
=10Ω/m
③由R=
ρx
1
4
πd
2
 
可得ρ=
πd
2
 
R
4x
=
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上，由U=E-I（
R
 
0
+r）可得，U-I图象的纵轴的截距为电源的电动势E，斜率大小为（
R
 
0
+r），所以E=2.80V（2.78～2.82都对），
R
 
0
+r=
2.80-1.00
0.60
，解得r=1.0Ω（0.96～1.04都对）．
故答案为（1）①O的位置，②5.0，③如图，④测量存在误差
        （2）①3.95
×10
-4
 
，②10，③
π
d
2
 
k
4
，④2.80，1.0
点评：遇到实验问题，关键是弄清实验原理和要求，若涉及到图象问题，则先根据物理规律求出表示纵轴与横轴物理量的表达式，然后根据截距和斜率的概念即可求解．
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