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精英家教网(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1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摆幅摆动,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2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,对实验结果影响最大的原因是:
 

(Ⅱ)如图是用来测量未知电阻Rx的实验电路的实物连线示意图,图中Rx是待测电阻,阻值约为几kΩ;E是电池组,电动势6V,内阻不计;V是电压表,量程3V,内阻r=3kΩ;R是电阻箱,阻值范围0~999Ω;R1是滑动变阻器,S1和S2是单刀单掷开关.主要的实验步骤如下:
a.连好电路后,合上开关S1和S2,调节滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为3.0V.
b.合上开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使得电压表的示数为1.5V.
c.读出电阻箱的阻值(电阻箱的旋钮位置如图所示),并计算求得未知电阻Rx的大小.
d.实验后整理仪器.
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①根据实物连线示意图,在虚线框内画出实验的电路图,图中标注元件的符号应与实物连接图相符.
②供选择的滑动变阻器有:滑动变阻器A:最大阻值100Ω,额定电流0.5A;滑动变阻器B:最大阻值20Ω.额定电流1.5A
为了使实验的系统误差尽量小,实验应选用的滑动变阻器是
 
(填代号).
③未知电阻Rx=
 
.(保留2位有效数字)
④测量值与真实值比较,测量值比真实值
 
.(填“偏大”、“相等”或“偏小”)
分析:Ⅰ、①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、①根据实物图可正确画出原理图;②滑动变阻器采用分压接法时,在不烧坏的情况下选择总阻值小的;③根据串并联的知识可以求出未知电阻大小,④当S2断开时测量电路和滑动变阻器的并联电阻增大,导致实际电压增大,电压表的电压为1.5V,因此电阻箱的电压大于1.5V,因此其电阻值大于电压表与待测电阻的并联值,故导致测量结果偏大.
解答:解:Ⅰ、①漏斗漏出的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,类似打点计时器记录的物体在不同时间内位移大小,故BCD错误,A正确.
故选A.
②随着漏斗内液体的露出,其重心发生变化,则摆长发生变化,因此其周期将发生变化,故用此进行测量,将影响加速度的真实值.
故答案为: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.
精英家教网Ⅱ.①如图
②动变阻器采用分压接法时,在不烧坏的情况下选择总阻值小的,由于该实验采用了滑动变阻器的分压接法,因此选择滑动变阻器B.
故选B.
③当合上开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,认为滑动变阻器并联部分电压不变,现在电压表示数为1.5V,则电阻箱的电压也为1.5V,根据串联电路知识可知:电压表 和待测电阻的并联值等于电阻箱的电阻,即:
RV?Rx
RV+Rx
=R

根据电阻箱的示数可知:R=1.4×103Ω,由此可解得:Rx=2.6×103Ω.
故答案为:2.6×103Ω.
④当S2断开时测量电路和滑动变阻器的并联电阻增大,导致实际电压增大,电压表的电压为1.5V,因此电阻箱的电压大于1.5V,因此其电阻值大于电压表与待测电阻的并联值,故导致测量结果偏大.
故答案为:偏大.
点评:测量电阻的方法有多种,关键是理解其实验原理,正确应用串并联电路的知识进行解答.
练习册系列答案
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(17分)

(1)(8分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

①由图丙读出滑块的宽度d=           mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为        ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为        (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                         (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                  (用字母表示)。

(2)(9分)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为15,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材:

A.毫米刻度尺;

B.螺旋测微器;

C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

E.电压表(量程3V,内阻约6k):

F.滑动变阻器(最大阻值lk,额定电流0.5A);

G.滑动变阻器(最大阻值5,额定电流2A);

H.蓄电池(电动势6V,内阻0.05);

J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                          ;

②电流表应选择        ,滑动变阻器应选择        ;(填字母代号)

③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中;

④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=           。

 

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①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

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A.毫米刻度尺;

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C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

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J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

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                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

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①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(1)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(2)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为15,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材:

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C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

E.电压表(量程3V,内阻约6k):

F.滑动变阻器(最大阻值lk,额定电流0.5A);

G.滑动变阻器(最大阻值5,额定电流2A);

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J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                           ;

②电流表应选择         ,滑动变阻器应选择         ;(填字母代号)

③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中;

④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=            。

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