Question

（1）某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系，实验中，他把钩码重力当作小车受到的合力．①为减小把钩码的重力当作小车受到的合力而带来的误差，实验中，除了拉小车的细线与长木板平行外．①还应采取的措施有：

 

 

．（填两条）
②木块从静止开 始运动，利用打点计时器在纸带上记录木块的运动情况，如图2所示，其中O点为纸带上记录到的第一点．A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点，下图所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离，已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz，木块运动的加速度a=

 

m/s²．（计算结果保留两位有效数字）

（2）有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，如图3所示．用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为100Ω，陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度．某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验．
A．刻度尺（最小分度为mm）；  B．游标卡尺；
C．电流表A₁（量程0～300mA，内阻约0.2Ω）；
D．电流表A₂ （量程0～100mA，内阻约0.6Ω）；
E．电压表V₁ （量程10V，内阻约5kΩ）；
F．电压表V₂ （量程5V，内阻约3kΩ）；
G．滑动变阻器R₁ （阻值范围0～30Ω，额定电流1.5A）；
H．滑动变阻器R₂ （阻值范围0～1.5KΩ，额定电流1A）；
I．电源E （电动势9V，内阻可不计）；     J．开关一个，导线若干．
①他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l，用游标卡尺测量该陶瓷管的外径D．
②为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表

 

，电压表

 

，滑动变阻器

 

．（填写器材前面的字母代号）
③在答题卷方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图．
④若电压表的读数为U，电流表的读数为I，镀膜材料的电阻率为ρ，计算电阻膜厚度d （d远小于D）的表达式为：d=

 

（用所测得的量和已知量的符号表示）．

Answer 1

分析：（1）中探究牛顿第二定律实验中首先应平衡摩擦力，这样绳子对小车的拉力才可等效为小车受到的合力；再就是当钩码质量远小于小车质量时绳子对钩码的拉力才近似等于钩码重力．（2）中关键是通过闭合电路欧姆定律估算出电路最大电流，然后选择电流表，再就是根据电流表能读数的最小电流值算出电路需要的最大电阻，进而判断滑动变阻器不能用限流式接法．

解答：解：（1）、①根据牛顿第二定律不难推得若把钩码重力当作小车受到的合力应采取以下措施：平衡摩擦力，因为只有平衡摩擦力后绳子绳子对小车的拉力才为小车受到的合力；钩码的质量远小于小车的质量，因为只有钩码质量远小于小车质量时，绳子拉力才可近似等于钩码的重力．
②根据△x=a

t

2

，可得a=

x   BC -x   AB

(5 1 f ) 2

=0.39 m/s² 
（2）、②根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为

I

m

=

E

R

=

9

100

A=90mA，故电流表应选D，因电源电动势为9V，故电压表应选E，又根据电流表最小电流可求出电路中最大

R

m

=

E

1 3 I   A

=270Ω，所以若用限流式接法则变阻器

R

1

阻值太小而

R

2

阻值太大，故应用分压式接法，变阻器应选阻值小的G．
③由于

R   V

R   x

＜

R   x

R   A

，故电流表应用内接法，又难点变阻器应用分压式，电路图如图所示．
  
④根据欧姆定律和电阻定律有R=

U

I

，R=

ρL

S

，又S=πDd，三式联立解得d=

ρIL

πUD

故答案为（1）①平衡摩擦力，钩码的质量远小于小车的质量，②0.39
        （2）②D，E，G   ③如图，④

ρIL

πUD

点评：应理解探究牛顿第二定律实验中为什么要求钩码质量远小于小车质量；在进行电路估算时滑动变阻器应是限流式接法，注意电表能准确读数的条件是指针应在

1

3

～

2

3

满刻度之间，若滑动变阻器用限流式时电阻值太小就应用分压式，此时选阻值越小的越好．